著名学者朱健康Cell子刊解析表观遗传学调控

中科院上海生命科学研究院和普度大学的研究团队对拟南芥进行了正向遗传学筛选,他们在此基础上发现，IDM2（increased DNA methylation 2）可以阻止DNA高甲基化，是细胞中的抗沉默因子。这项研究于七月四日发表在Cell旗下的Molecular Cell杂志上，文章的通讯作者是中科院上海生命科学研究院的朱健康（Jian-Kang Zhu）教授。

　　

生物通报道：近二十年来，科学家逐渐认识到DNA中的遗传密码只代表了生命蓝图中的一部分信息，还有许多其他因素影响着基因的启动和关闭，甲基化就是其中之一。由于甲基化不会改变DNA序列，它被视为一种表观遗传学修饰。这种机制对于人类发育、癌症和环境的生物学影响，都具有深远的意义。

DNA的甲基化模式取决于DNA甲基化和主动去甲基化的动态调控，不过迄今为止，人们还不完全了解DNA主动去甲基化的具体机制。（延伸阅读：Cell子刊：DNA甲基化的不完全重置）

中科院上海生命科学研究院和普度大学的研究团队对拟南芥进行了正向遗传学筛选（forward genetic screen），寻找引起特定位点高甲基化（hypermethylation）和强力沉默报告基因的突变。他们在此基础上发现，IDM2（increased DNA methylation 2）可以阻止DNA高甲基化，是细胞中的抗沉默因子。这项研究于七月四日发表在Cell旗下的Molecular Cell杂志上，文章的通讯作者是中科院上海生命科学研究院的朱健康（Jian-Kang Zhu）教授。

研究显示，IDM2的功能故障会使DNA出现高甲基化，导致报告基因和一些内源基因被沉默。这与该团队之前发现的IDM1类似，而IDM1负责调控DNA的主动去甲基化过程。

进一步研究表明，IDM2和IDM1之间能够直接互作，并且有时会共同出现在细胞核中的离散位点。IDM1需要IDM2才能获得建立H3K18乙酰化的完全活性，不过DM1的H3K23乙酰化活性并不需要IDM2。

文章总结道，IDM2能够调控IDM2，在DNA的主动去甲基化过程中有着重要的作用。

作者简介：

朱健康 顶尖****/研究员，中科院上海植物逆境生物学研究中心主任、研究组长、博士生导师

1983-1987, 中国, 北京农业大学 土壤农业化学 获学士学位；1987-1990, 美国, 加州大学河滨分校 植物学 获硕士学位；1990-1993, 美国, 普度大学 植物生理学 获博士学位；1994.6 美国, 洛克菲勒大学 分子生物学 博士后；1995-1996, 美国, 奥本大学植物与微生物学系 助理教授；1996-1998, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 助理教授；1999-2000, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 副教授；2000-2003, 美国, 亚利桑那大学植物科学系 教授；2004-2006, 美国, 加州大学河滨分校植物学与植物科学系 特聘教授, 研究所所长；2007-2010, 美国, 加州大学河滨分校植物学与植物科学系 Jane Johnson讲座教授；2009.07-2011.06, 沙特, KAUST大学植物逆境基因组中心 主任；2010-至今, 美国, 普度大学生物化学与园艺及园林系 杰出教授；2011.7-至今，中科院上海生命科学研究院 研究员 顶尖****

研究方向： 1）渗透胁迫的感应和信号传导，2）低温胁迫的感应和信号传导，3）耐盐和耐氧化的机制，4）RNA介导的DNA甲基化，5）DNA去甲基化及其调控

获奖及荣誉： 2011年 入选中央“顶尖****”；2010年 入选美国科学院院士；2008年 被Thomson Reuters 评为1997-2007年度美国引用率最高的植物学科学家；2005年 获普渡大学农学杰出校友奖；2004年 美国科学促进会会员；2003年 美国植物生物学家学会Charles Albert Shull奖；2002年 亚利桑那大学农业和生命科学学院年度科学家

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Regulation of Active DNA Demethylation by an α-Crystallin Domain Protein in Arabidopsis

DNA methylation patterns are dynamically controlled by DNA methylation and active DNA demethylation, but the mechanisms of regulation of active DNA demethylation are not well understood. Through forward genetic screens for Arabidopsis mutants showing DNA hypermethylation at specific loci and increased silencing of reporter genes, we identified IDM2 (increased DNA methylation 2) as a regulator of DNA demethylation and gene silencing. IDM2 dysfunction causes DNA hypermethylation and silencing of reporter genes and some endogenous genes. These effects of idm2 mutations are similar to those of mutations in IDM1, a regulator of active DNA demethylation. IDM2 encodes an α-crystallin domain protein in the nucleus. IDM2 and IDM1 interact physically and partially colocalize at discrete subnuclear foci. IDM2 is required for the full activity of H3K18 acetylation but not H3K23 acetylation of IDM1 in planta. Our results suggest that IDM2 functions in active DNA demethylation and in antisilencing by regulating IDM1.