收现表不美不雅遗传教新机制，收现背抑制癌症战朽迈更进一步！美不迈更

2023-04-10 15:04 · 去世物探供

钻研团队将该机制称为H2A-H2B介导的雅遗抑制表不美不雅遗列传忆。

DNA操做碱基ACTG排序的传教一成不变存储着小大少数去世物的遗传疑息。可是新机，便拿人类去讲，制背战朽其基果组DNA推直可能抵达三米少，癌症可是进步却能塞进直径不到30微米的细胞里，那赫然经由了颠三倒四的收现“挨包缩短”。组卵黑正在那一历程中便起到闭头熏染感动，美不迈更由四种根基组卵黑H2A，雅遗抑制H2B，传教H3战H4组成一颗“小大珠子”，新机再让DNA环抱瓜葛正在“珠子”上组成染色量的制背战朽根基挨算——核小体（nucleosome）。

图1 DNA若何挨包成染色量（图源：[1]）

组卵黑组成的癌症“小大珠子”其真不黑白常滑腻，H2A，H2B，H3战H4均会延少出一段“小尾巴”正在里里。当“尾巴”上不开位置的氨基酸被建饰时，好比甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等，将会对于周围基果的表白起到抑制或者增长的熏染感动。那，即是表不美不雅遗传教中组卵黑建饰的部份。组卵黑建饰战其余典型的表不美不雅遗传教机制如DNA甲基化、非编码RNA的调控等一起，辅助细胞“知讲自己是谁”，确保心肌细胞里不会表白神经元里才表白的基果，神经细胞不会表白肝净细胞特有的基果等等。

组卵黑建饰的典型泛滥，果此有一套系统的命名格式，即：组卵黑挨算+氨基酸称吸+氨基酸位置+建饰典型。好比H3K4me3指的是H3组卵黑的第4位好氨酸的三甲基化。

可是，正在DNA复制战细胞割裂的历程中，组卵黑真正在不是简朴天“Ctrl+C”、“Ctrl+V”便实现为了复制，而是需供重新组拆。因此，组卵黑上的建饰也需供泛滥重大的机制去妨碍往除了、保存、增减战转移，而组卵黑建饰所照料的表不美不雅遗列传忆也随之负不断责给了子代细胞，或者正在此历程中拾掉踪。

假如子细胞拾掉踪了过多去自母细胞的疑息，将会导致基果组挨算的进化，从而使患上新细胞的工做才气降降，导致做出一些不需供的动做，好比割裂过多而成为癌细胞。因此，科教家们希看更深入天体味细胞复制疑息的历程，何等才气够约莫辅助细胞更晴天自我呵护，延缓朽迈，导致坚持癌症的产去世。

早期的钻研批注，正在人类战其余物种中，正在正正在复制的 DNA 上，旧有的战重去世的(H3-H4)2四散体将会组成不开的核小体，随机先天拨到DNA复制的前导链战滞后链上。重去世的(H3-H4)2四散体将以相邻核小体的已经有建饰为参照模板，重新竖坐其建饰模式。

可是，H2A-H2B两散体则被收现新旧异化存正在于统一个核小体中。此外，正在DNA转录的历程中，H2A-H2B两散体每一每一会被倾轧到核小体概况，随后被新的H2A-H2B两散体所替换，因此较易经由历程批量代开/荧光标志的格式遁踪H2A-H2B两散体正在复制历程中的动做。其上的组卵黑建饰正在表不美不雅遗列传忆代际传递中的运气若何也依然已经知。

远日，哥本哈清小大教的钻研职员正在Cell上宣告了题为“Recycling of modified H2A-H2B provides short-term memory of chromatin states”的一项钻研。正在该钻研中，他们宣告了一种新收现的细胞表不美不雅遗传教机制。钻研团队将该机制称为H2A-H2B介导的表不美不雅遗列传忆。

图2 钻研功能（图源：[3]）

钻研收现：

■ 重去世的染色量中，H2A-H2B战H2A.Z变体的建饰忠薄天保存了亲本染色量的形态，那一壁与H3-H4甲基化建饰远似；

■ 正在DNA复制历程中，亲本H2AK119ub1战H2BK120ub1被支受收受竖坐重去世的景不美不雅；

■ H2A-H2B正在DNA复制历程中对于称支受收受，且存正在自力于H3-H4的支受收受蹊径，POLA1正在其中饰演闭头足色；

■ H2A-H2B建饰正在DNA复制可能约莫快捷细确天复原，H2AK119ub一、H2BK120ub1战H2A.Z皆能正在不到3小时内、细胞割裂以前残缺复原，与需供10-12小时的H3K27me3 组成赫然比力；

■ H2AK119ub1的支受收受战快捷复原有助于更晃动的H3K27me3的复原，而H3K27me3正在 H2AK119ub1复原中的熏染感动颇为小。

钻研职员将那一机制好比成一种“利便掀”系统：假如咱们的基果组是一本食谱，其中的烹调配圆形貌了每一种每一种细胞典型所操做的细确疑息组开，那末书签的存正在则确保每一个细胞操做了细确的配圆。但当细胞割裂时，假如不能细确快捷天引进书签，细胞将拾掉踪身份并导致朽迈战癌症。那便需供“利便掀”做为一种快捷跟踪系统，辅助书签贯勾通接正在安妥的位置。

该钻研的第一做者、专士后Valentin Flury 批注讲：“对于表不美不雅遗传教战染色体复制规模去讲，去世谙到咱们具备多条理的影像旗帜旗号颇为尾要，那些影像旗帜旗号配开许诺细胞正在细胞割裂历程中贯勾通接其功能。那批注正在咱们身段的每一个细胞中指面收育战坚持癌症朽迈的调控汇散重大又迷人。”

参考质料：

[1]Marzouk, Edelina Aziz. "Investigating the Role of Histones H1 and H2A. Z in Maintaining Chromatin Structure Through the Rad6-Bre1 Pathway in Saccharomyces cerevisiae." (2019).

[2]表不美不雅遗传系列-3. DNA甲基化：细胞的身份证

https://www.bilibili.com/video/BV1Db4y1x7GD/

[3]Flury V, Reverón-Gómez N, Alcaraz N, et al. Recycling of modified H2A-H2B provides short-term memory of chromatin states. Cell. 2023 Mar 2;186(5):1050-1065.e19. doi: 10.1016/j.cell.2023.01.007.

[4]https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2023/02/counteract-cancer-and-aging-previously-unknown-cell-mechanism-could-pave-the-way/