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发现了基因调控中的关键表观遗传转换机制

2019-01-12 10:36:12 • 来源：

普渡大学的一项研究指出了一种表观遗传机制，这是基因打开和关闭的关键因素。遗传和表观遗传机制均调节人类基因表达。外部或环境因素，如吸烟致癌物，会破坏正常的表观遗传调控。这导致基因表达的变化，这导致癌细胞的产生。普渡大学生物化学助理教授Humaira Gowher对通过将表观遗传调节因子如DNA甲基化指向基因的特定部分来控制基因表达的机制感兴趣。

基因表达受其称为启动子和增强子的遗传调控元件控制。当细胞需要表达特定基因时，其增强子元件与其启动子相互作用以刺激激活过程。当需要关闭或抑制基因时，其特异性增强子与启动子脱离。

DNA甲基化是指向DNA的一个碱基，胞嘧啶中加入甲基，将其转化为甲基胞嘧啶。甲基胞嘧啶在基因的启动子和增强子中的存在表明相关基因是无活性的。

DNA甲基化由称为DNA甲基转移酶或Dnmts的酶催化。

Gowher和她的团队发现这些Dnmts对于在基因抑制过程中释放增强子非常重要，并确定一种特定的酶作为一种继电器开关，其中一种酶的活性转化为下一种酶的活性，最终触发一种名为Dnmt3a的酶。在特定位置甲基化DNA。

“我们发现的过程为细胞控制Dnmts在特定增强子上的活性提供了一种方法，其中必须沉积DNA甲基化，以确保在需要时关闭基因，”Gowher说，他的研究结果发表在Nucleic Acids Research杂志上。

Gowher和她的团队研究了一种名为多能性基因的基因，这种基因在干细胞中表达。干细胞迅速复制并保持未分化状态，直到它们获得分配并成为特定类型的细胞。在细胞分化过程中，关闭多能基因并发生DNA甲基化。

当外部或环境因素作用于分化细胞时，DNA甲基化可能被破坏，引发多能状态，导致现在受损和癌细胞的快速增殖。

“理解细胞调节这些抑制机制的方式可能有助于我们了解什么是受损的，我们可以注意什么可以使这些基因重新开始，”Gowher说。

Gowher表示，未来的研究将涉及在该过程中进一步寻找上游，特别是可以调节这些酶活性的信号。

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