进展编译——基因表达的另一个开关

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新进展：基因表达的另一个开关

经过十几年的苦苦探索，生物学家终于发现了藏于细胞核内部的一个基因表达开关。这一发现揭示了细胞是如何控制基因表达活性的，并且也弄清楚了由基因错误表达引起的一些疾病（如癌症、多发性硬化症）的机理。
新发现的蛋白酶作用于缠绕于DNA的特殊蛋白——组蛋白。在细胞内，组蛋白不仅被看作是维持DNA惰性的缠绕环，而且它在细胞DNA调控机制中的作用也越来越突出。众所周知，细胞内有一些酶能使组蛋白甲基化以此来控制基因表达的开和关。但是，很久以来生物学家都找不到组蛋白去甲基化酶，这不由得使他们怀疑所谓的具有相反作用的酶是否存在。
现在，哈佛分子生物学家史洋和他的同事们已经发现了一个组蛋白去甲基化酶。史的研究小组最近致力于研究在许多物种中都很常见的一个蛋白复合物。他们主要针对这个复合物中的一个酶，因为它本身就可以阻止DNA的表达。生化试验表明这个酶可以使一个特殊的氨基酸去甲基化，即在组蛋白尾巴上的赖氨酸。
史的研究小组在12月16号的细胞在线版上说：当用RNAi技术降低人细胞中该酶的表达时，组蛋白就会被甲基化并且邻近的基因表达就会提高。史说，这个对赖氨酸专一性去甲基化的酶可以通过使组蛋白去甲基化而抑制特定基因。
剑桥大学的分子生物学家Tony Kouzarides说这是人人都想知道的事； Rockefeller大学的David Allis 补充说这一发现开辟了一个新天地。
许多疾病，特别是白血病和结肠癌等，已经由试验证明与错误的甲基化有关，因此组蛋白的去甲基化可以成为新药的靶标。

原文：http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2004/1220/1

相关背景知识：
一：在真核细胞的细胞核中，核小体是染色质的主要结构元件（见图）。核小体主要由四种组蛋白（H2A,H2B,H3和H4）构成。这四种组蛋白和缠绕于组蛋白的DNA共同组成了核小体。每个组蛋白都有进化上保守的N端拖尾伸出核小体外。这些拖尾是许多信号传导通路的靶位点，从而导致转录后修饰。该类修饰包括组蛋白磷酸化、乙酰化、甲基化、ADP-核糖基化等过程。尤其是组蛋白乙酰化、甲基化修饰能为相关调控蛋白提供其在组蛋白上的附着位点，改变染色质结构和活性。一般来说，组蛋白乙酰化能选择性的使某些染色质区域的结构从紧密变得松散，开放某些基因的转录，增强其表达水平。而组蛋白甲基化既可抑制也可增强基因表达。乙酰化修饰和甲基化修饰往往是相互排斥的。在细胞有丝分裂和凋亡过程中，磷酸化修饰能调控蛋白质复合体向染色质集结。

二 组蛋白甲基化的酶
http://www.ebiotrade.com/newsf/2002-7/L2002716113124.htm

云贵浪子

很不错，值得一读