DNA“线轴”修饰影响衰老和寿命

   日期:2019-03-11     浏览:40    评论:0    
核心提示:对DNA包裹在一种经过修饰的蛋白质的研究,揭示了基因调控是如何与线虫、果蝇甚至人类的衰老和长寿联系在一起的。这项研究对基因
对DNA包裹在一种经过修饰的蛋白质的研究,揭示了基因调控是如何与线虫、果蝇甚至人类的衰老和长寿联系在一起的。

这项研究对基因表达的调控具有重要意义,并可能为治疗与年龄有关的疾病提供新的药物靶点。
康奈尔大学的这项研究发表在4月1日的《基因与发育》(Genes and Development)杂志上,主要关注组蛋白H3的一种特殊修饰。组蛋白就像线轴一样,DNA是线轴,是细胞中包装DNA的关键。组蛋白可以通过多种方式进行修饰,从而影响DNA的包装方式,以及基因的开启和关闭方式。
文理学院分子生物学与遗传学副教授西尔维娅·李(Sylvia Lee)是本文的主要作者,李文理所在实验室的博士后研究员浦敏铁(Mintie Pu)是第一作者。
在他们的研究中,研究人员描绘了H3修饰的全基因组模式,然后描绘了所有基因在年轻线虫和年老线虫中的表达。他们发现,当基因包裹在H3蛋白周围时,如果修饰水平较低,这些基因的表达往往会随着年龄的增长而波动。与此同时,包裹着高水平相同修饰的基因的表达随着年龄的增长保持稳定。
“如果在高水平上发现这种组蛋白标记,它可以在衰老过程中稳定基因表达,”Lee说。
研究人员质疑这种模式是秀丽隐杆线虫独有的,还是可以在其他物种中普遍观察到。与布朗大学的合作者合作,研究小组检查了果蝇(黑腹果蝇)的数据,发现了同样的相关性。
“我们有充分的理由认为我们所看到的很可能是保存在人类身上的,”李说。
然后,研究人员删除了秀丽隐杆线虫体内的一种酶,这种酶通常会促进H3蛋白上的化学标记,因此这种修饰不再存在。Lee说,如果没有这种基因,基因表达会随着年龄的增长而变化,线虫的寿命也会变短。
“我们推测,这种组蛋白标记对保持正常寿命很重要,”她说。
下一步将是测试线虫和果蝇的研究结果是否适用于哺乳动物和人类。尽管H3修饰存在于许多不同的细胞中,包括人类细胞,但人们对其功能知之甚少。李说,未来的研究将有助于对基因调控的基本理解。
从临床角度看,H3K36me3修饰与发育缺陷和肿瘤的发生发展有关。Lee说:“一个能够识别这种组蛋白修饰并介导疾病结果的蛋白合作伙伴可能是未来治疗的一个靶点。”
 
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