Nature子刊发表表观遗传学研究突破

多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过，不同类型的细胞只激活特定的基因组合。哪些基因在何时被激活，主要取决于表观遗传学调控。科罗拉多大学的和北卡罗来纳大学的研究团队首次揭示了一种关键表观遗传学标签的“读取器”，这一突破性研究发表在四月十八日的Nature Chemical Biology杂志上。

　　

生物通报道：多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过，不同类型的细胞只激活特定的基因组合。举例来说，肌肉细胞和神经细胞中的基因表达情况就大不相同。哪些基因在何时被激活，主要取决于表观遗传学调控。科罗拉多大学的和北卡罗来纳大学的研究团队首次揭示了一种关键表观遗传学标签的“读取器”，这一突破性研究发表在四月十八日的Nature Chemical Biology杂志上。

高等生物的基因组DNA围绕着由四种组蛋白组成的八聚体，形成碟状的核小体结构。基因组DNA以这样的形式包装成为染色质，使DNA受到良好的保护。染色质的结构和动态受到组蛋白表观遗传学修饰的调控，比如最近发现的组蛋白赖氨酸巴豆酰化。这种组蛋白修饰在基因表达、DNA损伤应答等重要的细胞过程中起到了关键性作用。

研究人员发现，YEATS结构域是组蛋白赖氨酸巴豆酰化的“读取器”。酵母YEATS蛋白通过一个此前未知的独特机制识别这种表观遗传学标签。这项研究为人类疾病带来了很大的启示，甚至可能改变一些癌症的治疗方式。因为有两种人类YEATS蛋白涉及了白血病，还有一种人类YEATS蛋白在胶质母细胞瘤中失调。此外，YEATS蛋白与溴结构域蛋白关系密切，而溴结构域蛋白是癌症药物研发的热门靶标。

表观遗传学修饰是一种不改变DNA序列的重要调控机制。DNA上的表观遗传学标签控制着基因的开和关，可以决定细胞的命运。目前已知的DNA修饰都是人们偶然发现的。MIT和佛罗里达大学的研究人员最近开发了一个探索未知DNA修饰的系统方法，并将其发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。（更多详细信息参见：PNAS发布表观遗传学研究新方法）

理解染色质修饰在疾病中的调控作用是非常重要的，不过这样的研究往往会受到样本量的限制。ChIP-seq在这一领域取得了一定的进展，但要实现高质量的图谱分析还面临着不少挑战。浙江大学和卡内基科学研究所的研究人员开发了两项新技术，RP-ChIP-seq（recovery via protection -ChIP-seq）和FARP-ChIP-seq（favored amplification RP-ChIP-seq）。这两项技术只需500个细胞就能进行可靠的表观基因组分析。（更多详细信息参见：浙江大学携手华裔牛人发表表观遗传学新技术）

近年来单细胞测序技术发展得非常迅速，广泛用于表观遗传学研究领域。The Scientist最近撰文详细介绍了单细胞表观遗传学研究中的一些关键技术。这些技术可以帮助我们在单个细胞中检测DNA、组蛋白和染色质水平上的表观遗传学修饰。（更多详细信息参见：单细胞表观遗传学研究指南）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：The Taf14 YEATS domain is a reader of histone crotonylation. Nature Chemical Biology