一种重要的大脑表观遗传修饰

埃默里大学的科学家诠释了果蝇大脑发育过程中一种重要的DNA修饰。《Molecular Cell》报道了这项研究。

　　

表观遗传学是一门“高于基因”的科学，在这个领域中“DNA甲基化”是研究的热点。甲基化不能改变DNA密码（A、T、C、G），但它却能改变DNA被细胞处理的方式。通俗的说，它是关闭DNA的标签。

DNA甲基化的最常见形式是出现在C（胞嘧啶）上。尽管果蝇是广为人知的遗传学模型，但其体内却很少有这种形式的DNA甲基化，在果蝇中，更常见的是A甲基化（专业名称是N6-甲基腺嘌呤，m6A）。然而，目前为止，人们还不知道它对果蝇来说代表了什么。

遗传学家Bing Yao博士和Peng Jin博士最近发现，一种消除A甲基化的酶对果蝇的神经元发育至关重要。

这种酶家族（TET）在哺乳动物中的作用是脱去C甲基化，2009年人们才发现原来是TET酶主动去除了DNA甲基化，而不是自然脱落。

从蛋白质的角度来看，甲基化就是DNA分子上支起的一个基团，引人注意的是，哺乳动物和果蝇的脱甲基化酶竟然是相关的。

去年，Yao副主任课题组在《Nature Communications》发文报道，面对压力小鼠脑细胞基因组中m6A水平发生变化，另一个实验室最近报道，尽管非常罕见，其实人类基因组中也具有腺嘌呤甲基化形式（频率为2000个腺嘌呤中有1个），出现频率在癌细胞中明显减少。

果蝇的脱m6A酶名叫DMAD（DNA N6-甲基腺嘌呤脱甲基酶）。如果人为突变去除DMAD的编码基因，果蝇在早期发育阶段就会夭折。埃默里大学的研究人员创建了只关闭大脑DMAD基因的果蝇模型，这种人为干扰会导致关系到学习和记忆能力的蘑菇体发育障碍。

在果蝇中，m6A更为罕见（约百万分之二十五），并且仅局限在基因组部分区域。去除DMAD意味着m6A丰度增加，并且，人工提纯的DMAD蛋白也可以去除试管中DNA的m6A。

Jin说，这篇论文的一个重要发现是，抑制果蝇和人类基因转录的多梳蛋白很可能是m6A的潜在“读者”。研究人员发现，m6A在多梳蛋白结合DNA区域更为常见，反过来，多梳蛋白液倾向于结合含有m6A的DNA。

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原文检索：Active N6-Methyladenine Demethylation by DMAD Regulates Gene Expression by Coordinating with Polycomb Protein in Neurons

（生物通：伍松）