中科院团队发表表观遗传学研究新成果

　　

生物通报道：MCPIP1是最近鉴定的一种免疫调控子，在防止免疫疾病中起到了关键作用。MCPIP1也存在大脑中，但人们一直不清楚MCPIP1在大脑发育中承担的非免疫功能。中科院动物研究所的科学家们经过深入研究发现，免疫调控子MCPIP1在早期新皮层发育中调节TET的表达。这项研究发表在八月十一日的Stem Cell Reports杂志上，文章通讯作者是中科院动物所的焦建伟（Jianwei Jiao）研究员。

研究显示，在神经发生的早期阶段神经前体细胞（NPC）和新生神经元富含MCPIP1。抑制MCPIP1表达会损害正常的神经元分化、细胞周期退出和NPC增殖。MCPIP1对于NPC库的维持很重要。

研究人员发现，MCPIP1会降低TET（TET1/TET2/TET3）水平，由此减少表观遗传学修饰5-羟甲基胞嘧啶。表观遗传学修饰可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的活性，而且这种修饰会受到环境因素的影响。5-甲基胞嘧啶（5mC）是哺乳动物基因组最常见的一种表观遗传学修饰，广泛参与了细胞对基因表达的控制，在细胞生长、细胞分化、细胞增殖和疾病状态中起到了关键性作用。TET家族的双加氧酶能够将5mC逐步氧化成5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）、5-甲酰基胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC）。

进一步研究表明，MCPIP1与TET的相互作用涉及了神经发生和适量NPC的建立。这项研究不仅向人们展示了MCPIP1对早期皮层神经发生的重要作用，还揭示了新皮层发育、免疫调控子和表观遗传学修饰之间的关联。

建立神经元连接是一个关键的发育过程，对大脑的正常功能至关重要。然而，人们对这一过程中的遗传学控制还知之甚少。洛克菲勒大学的研究团队在Neuron杂志上发表文章，首次阐明了小脑发育背后的表观遗传学机制。小脑是一个相对简单的大脑结构，但它的功能一点也不简单。这部分大脑控制着我们的行动能力，负责学习新运动机能，感知身体位置、动作和平衡。（更多详细信息参见：Cell子刊：大脑发育中的表观遗传学）

近年来，表观遗传学尤其是DNA甲基化引起了人们极大的研究热情。在芯片和二代测序技术的帮助下，研究者们通过检测基因组的表观遗传学状态，鉴定了大量值得深入研究的甲基化区域。 应该如何进一步研究或验证这些区域呢？对大量样本进行全基因组扫描显然是不现实的，这样做的成本太高。实际上，也没有必要为了部分区域去检测整个基因组DNA，本文介绍的工具就足以完成这样的任务。（更多详细信息参见：多种工具带你深入DNA甲基化）

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。他们把生物分析化学、比较基因组学和长读取测序结合起来，在细菌中发现了一种新的DNA修饰。这种修饰可以帮助细菌抵御入侵者，保护自己的基因组。研究人员指出，细菌和病毒中应该还有多种不为人知的DNA修饰，它们有望成为抗生素的新靶标或者是基因工程的新工具。（更多详细信息参见：PNAS发布表观遗传学研究新方法）

作者简介：

焦建伟 2002年在北京大学生命科学学院获得博士学位，2002年到2007年在美国哈佛医学院从事博士后研究，2008年被提升为Instructor。2009年到2011年在中科院神经所任研究员。2011年8月加入中科院动物所，任研究员，神经干细胞增殖与分化研究组组长，博士研究生导师。实验室主要研究方向包括神经干细胞分化的机制研究，micoRNA或表观遗传分子在神经发育中的作用，以及神经干细胞的重编程研究。研究成果发表于PNAS， J Neurosci， Stem Cells，EMBO J， EMBO R等杂志共计20余篇。2010年入选中科院****。目前实验室有助理研究员1名，博士后1名，研究助理3名以及数名研究生。

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Immune Regulator MCPIP1 Modulates TET Expression during Early Neocortical Development