  本文為轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)原創(chuàng),，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處 作者：Mia 導(dǎo)讀：組蛋白修飾與轉(zhuǎn)錄調(diào)控密切相關(guān),，并參與決定細(xì)胞命運(yùn)、發(fā)育和疾病的過(guò)程。最近,，有研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了組蛋白第三亞基四號(hào)賴氨酸的三甲基化（H3K4me3）是怎樣決定DNA在細(xì)胞內(nèi)何時(shí)以及如何被讀取并翻譯成蛋白質(zhì),。 今日，Nature雜志發(fā)表了一項(xiàng)重大新研究,，揭示了一種控制細(xì)胞內(nèi)遺傳活動(dòng)的“紅綠燈”機(jī)制,，這種系統(tǒng)可能被已經(jīng)在開發(fā)中的抗癌藥物靶向。研究題為“H3K4me3 regulates RNA polymerase II promoter-proximal pause-release”,，描述了DNA結(jié)構(gòu)的“表觀遺傳”變化如何作為決定是否應(yīng)該讀取基因的“停-行”信號(hào),。  https:///10.1038/s41586-023-05780-8 基因組的“暗物質(zhì)” 01 與我們的基因組成不同，表觀遺傳學(xué)的世界在很大程度上仍未被探索,，被稱為基因組的“暗物質(zhì)”,。最近一些新的研究回答了一個(gè)長(zhǎng)期存在的基本問(wèn)題——表觀遺傳蛋白質(zhì)如何調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄和基因表達(dá)過(guò)程（通過(guò)這個(gè)過(guò)程，我們的基因被讀取并翻譯成蛋白質(zhì)）,。 在這項(xiàng)新研究中,，倫敦癌癥研究所的科學(xué)家揭示了一種被稱為H3K4me3的關(guān)鍵表觀遺傳信號(hào)如何決定DNA在我們細(xì)胞內(nèi)何時(shí)以及如何被讀取并翻譯成蛋白質(zhì)。 教科書式的發(fā)現(xiàn) 02 這項(xiàng)研究表明,，H3K4me3就像一組紅綠燈在繁忙的道路上調(diào)節(jié)汽車的流量,，能夠確保基因在正確的時(shí)間以受控的方式被轉(zhuǎn)錄和激活,。了解它如何在正常細(xì)胞中發(fā)揮作用,，可以為癌癥的發(fā)展以及基因活性調(diào)節(jié)的破壞所起的作用提供新的線索。 20多年前,，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，將H3K4me3(一種添加到DNA上的化學(xué)標(biāo)簽)放置在DNA上的酶對(duì)正常細(xì)胞發(fā)育至關(guān)重要，也與白血病,、乳腺癌,、腸癌和胰腺癌有關(guān)。但是,，盡管進(jìn)行了多年的研究,，科學(xué)家們直到現(xiàn)在還不了解這種化學(xué)標(biāo)簽的作用。 研究人員稱,，這項(xiàng)新的“教科書式的發(fā)現(xiàn)”改變了我們對(duì)以下問(wèn)題的理解： · 表觀遺傳蛋白質(zhì)如何幫助調(diào)節(jié)細(xì)胞發(fā)育并參與癌癥 · 基因表達(dá)的過(guò)程——將DNA解碼為我們身體所使用的功能蛋白質(zhì)——是如何被調(diào)節(jié)的 · 阻斷表觀遺傳蛋白如何影響正常細(xì)胞和癌細(xì)胞 H3K4me3修飾調(diào)節(jié)基因表達(dá) 03 研究人員表示,，這一新的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致一種新的癌癥治療方法，以表觀遺傳“紅綠燈”為目標(biāo),，阻止可能引發(fā)癌癥的基因活動(dòng),。 表觀遺傳學(xué)影響基因的活性或表達(dá)，而不改變潛在的遺傳密碼——例如,，通過(guò)添加或刪除化學(xué)標(biāo)記或?qū)NA或DNA包裹的蛋白質(zhì)進(jìn)行修飾,，稱為組蛋白,。化學(xué)修飾,，如H3K4me3(組蛋白H3賴氨酸4的三甲基化)可以打開或關(guān)閉基因,，并且經(jīng)常在癌癥中發(fā)生改變。 通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室中使用小鼠干細(xì)胞和復(fù)雜的遺傳和生化實(shí)驗(yàn),，研究人員發(fā)現(xiàn)H3K4me3修飾對(duì)于調(diào)節(jié)我們基因的表達(dá)方式和時(shí)間至關(guān)重要,。研究小組發(fā)現(xiàn)，H3K4me3就像繁忙十字路口的紅綠燈,。通過(guò)調(diào)節(jié)RNA聚合酶II(一種讀取和解碼DNA的蛋白質(zhì)復(fù)合物)的流動(dòng),，H3K4me3決定了基因表達(dá)應(yīng)該何時(shí)開始以及它運(yùn)行的速度。 當(dāng)它發(fā)出綠燈時(shí),，H3K4me3允許RNA聚合酶II沿著DNA移動(dòng),，并在移動(dòng)時(shí)將其轉(zhuǎn)錄成RNA。但是如果沒有H3K4me3, RNA聚合酶II就會(huì)卡在DNA上的特定點(diǎn)上,，造成轉(zhuǎn)錄的停滯和減緩,。先前的研究結(jié)果表明，破壞或改變細(xì)胞中的H3K4me3水平對(duì)癌癥的發(fā)展非常重要,，并影響對(duì)治療的反應(yīng),。 研究意義 04 研究人員表示，新發(fā)現(xiàn)為表觀遺傳學(xué)提供了一個(gè)新理解,。這是一個(gè)非常令人興奮的癌癥研究領(lǐng)域,，但在很大程度上仍未得到充分探索。通過(guò)發(fā)現(xiàn)一種眾所周知的表觀遺傳修飾如何控制基因表達(dá),，解決了一個(gè)20年的難題,。由于決定細(xì)胞中H3K4me3水平的酶在癌癥中經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)突變，研究可能對(duì)理解和治療癌癥具有意義,。只有對(duì)基因和細(xì)胞如何工作,，才有對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題有了基本的了解，以創(chuàng)造出未來(lái)的癌癥治療方法,。 參考資料： https:///10.1038/s41586-023-05780-8 注：本文旨在介紹醫(yī)學(xué)研究進(jìn)展,，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導(dǎo),，請(qǐng)至正規(guī)醫(yī)院就診。 |
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來(lái)自： 江海博覽 > 《醫(yī)衛(wèi)》
