來(lái)自哈佛干細(xì)胞研究所（HSCI）的研究人員破解了一個(gè)百年以來(lái)的爭(zhēng)論：DNA甲基化作用的出現(xiàn)是用于沉默基因表達(dá)，還是在甲基化出現(xiàn)前，基因就已經(jīng)能通過(guò)其他方式被關(guān)閉了。 生物通 www.ebiotrade.com
這一研究成果公布在10月9日的Nature雜志上。研究人員指出，甲基化實(shí)際上能強(qiáng)制關(guān)閉基因表達(dá)，而最新發(fā)現(xiàn)的一種新型非編碼RNA能特異性抑制DNA甲基化，從而啟動(dòng)某些腫瘤抑制因子的表達(dá)，因此這項(xiàng)研究將有助于治療癌癥等疾病。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是哈佛干細(xì)胞研究所資深研究員Daniel Tenen，其研究組今年還曾發(fā)表文章，在最具侵襲性的肝癌中鑒別出了一個(gè)已知調(diào)控胚胎干細(xì)胞自我更新的基因，由此開(kāi)始積極地尋找能夠阻斷其活性的藥物。生物通 www.ebiotrade.com
促成細(xì)胞記憶的主要機(jī)制之一是將一種化學(xué)基團(tuán)甲基團(tuán)添加到DNA序列上，這一過(guò)程就稱之為甲基化作用。DNA甲基化會(huì)導(dǎo)致基因關(guān)閉。基因表達(dá)中的這些可以遺傳，但卻并不直接書寫在DNA序列上的改變就稱之為表觀遺傳。
在這篇文章中，Tenen和他的同事發(fā)現(xiàn)在DNA轉(zhuǎn)錄到RNA的過(guò)程中，基因會(huì)產(chǎn)生一種被研究人員命名為“附加編碼RNA（extracoding RNA，生物通譯）”的物質(zhì)，這些少量RNA會(huì)停留在細(xì)胞核內(nèi)，并結(jié)合上DNMT1，阻斷其甲基化能力，沉默基因。這種RNA的新功能將能被用作基因表達(dá)的開(kāi)關(guān)，應(yīng)用于臨床治療方面。生物通 www.ebiotrade.com
DNMT1也就是DNA甲基轉(zhuǎn)移酶1（DNA methyl transferase 1），是DNA甲基化過(guò)程中的一種關(guān)鍵酶，能以S-腺苷甲硫氨酸(SAM) 為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定的堿基上。
“我們這項(xiàng)研究證明了extracoding RNA能保護(hù)基因不進(jìn)行甲基化作用，這雖然只是在一個(gè)基因中得到證實(shí)，但很可能是一種通用機(jī)制”，Tenen說(shuō)，“當(dāng)我們通過(guò)各種途徑關(guān)閉這種RNA時(shí)，基因就會(huì)進(jìn)行甲基化。”生物通 www.ebiotrade.com
不過(guò)具有諷刺性意味的是，DNMT1長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是一種DNA結(jié)合酶，因此這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)它竟然能很好的與extracoding RNA結(jié)合，這令人感到驚訝，Tenen解釋說(shuō)。
“如果把extracoding RNA加入到細(xì)胞中去，實(shí)際上就抑制了DNMT1維持基因甲基化模式的能力，并且會(huì)導(dǎo)致一種基因選擇性模式的去甲基化進(jìn)程” ，Tenen說(shuō)，“有趣的是癌癥和其他疾病的治療方法之一，就是利用去甲基化試劑，因此這項(xiàng)研究將有助于直接進(jìn)行基因特異性甲基化治療。”生物通 www.ebiotrade.com
DNA甲基化往往與很多疾病中都有關(guān)，如在癌癥中，癌細(xì)胞的抑癌基因就通過(guò)DNA甲基化而被抑制。這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)一種與急性骨髓性白血病，肺癌和其他類型癌癥都相關(guān)的抑癌基因CEBPA的RNA能夠結(jié)合上DNMT1，防止CEBPA 的甲基化。這提示研究人員引入這種RNA，也許就能夠選擇性的去甲基化某些基因，從而啟動(dòng)腫瘤抑制因子的表達(dá)。
參與這項(xiàng)研究的還有博士后Annalisa Di Ruscio，實(shí)驗(yàn)室工作人員Alexander Ebralidze等人。