朱健康文章 著名学者朱健康Cell子刊表观遗传研究新文章
来自中国科学院上海生命科学研究院和普渡大学的研究人员证实,甲基化CpG结合蛋白MBD7促进DNA主动去甲基化,限制了DNA高度甲基化以及转录水平的基因沉默。这一重要的研究发现发表在2月12日的《分子细胞》(Molecular cell)杂志上。
任职于中科院上海生命科学研究院和普渡大学的朱健康(Jian-Kang Zhu)教授是这篇论文的通讯作者。朱教授是植物抗逆生物学领域世界级领军人物之一,其及其领导的实验室在植物抗旱、抗盐与耐低温方面的研究硕果累累,在国内外享有声誉。
是首批“千人计划”入选者,现为美国普渡大学生物化学系和园艺及园林系杰出教授,2010年当选为美国国家科学院院士。DNA甲基化是在植物和哺乳动物中最主要的表观遗传修饰之一,主要发生在CpG二核苷酸序列,大约70-80%的CpG发生这种甲基化修饰。
作为基因组自然发生的共价修饰之一,DNA甲基化是植物和哺乳动物正常生长发育所必需的,它广泛参与转录抑制、转座子沉默、细胞发育与分化调节、基因组印迹、X染色体失活、重编程等过程。
甲基化信号由甲基化结合蛋白来转译,它们能够特异性识别并结合至甲基化位点通过招募辅阻遏复合物例如组蛋白去乙酰化酶(Histone Deacetylase,HDAC)等建立沉默的染色质,从而在DNA甲基化和基因沉默中起桥梁作用。
MBD 是一种重要的甲基化结合蛋白。MBD蛋白的功能依赖于它们能够特异性识别并结合甲基化DNA的能力,这些蛋白作为DNA甲基化重要的参与者介导基因转录抑制并参与更高级的染色质结构组装。MBD蛋白抑制基因转录的功能归结于它们与辅阻遏复合物的相互作用,它们募集各类复合物至甲基化位点,从而在DNA甲基化和组蛋白修饰这两种表观遗传学行为中起桥梁作用。
在这篇文章中,研究人员证实拟南芥MBD7和IDM3是阻止基因表达抑制和DNA高度甲基化的抗沉默因子。MBD7优先结合到高度甲基化的CG密集区域,并与其他的抗沉默因子包括组蛋白乙酰转移酶IDM1以及α晶状体结构域蛋白IDM2和 IDM3发生物理结合。
以往的研究证实,IDM1和IDM2可通过5-甲基胞嘧啶DNA糖基化酶/裂解酶ROS1来促进DNA主动去甲基化。因此,MBD7通过将IDM蛋白招募到甲基化DNA上,促使DNA去甲基化酶发挥功能,转而限制了DNA甲基化并阻止了转录水平的基因沉默。
