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对基因调控协同性的新见解

在Nature发表的一项研究中,DirkSchübeler和他在Friedrich Miescher生物医学研究所(FMI)的研究小组描述了转录因子和DNA的表观遗传修饰之间的相互作用如何影响基因调控。科学家发现转录因子可以通过DNA甲基化模式的变化间接合作:通过去除甲基,一些转录因子为周围区域准备其他转录因子的结合。因此,该研究阐明了甲基在基因调控中起复杂作用的另一方面。

对基因调控协同性的新见解

读出细胞中基因的过程非常复杂。转录因子与DNA结合位点上的特定基序结合,具有明确定义的碱基序列。因此,他们确定细胞中哪些基因是活性的,哪些基因不活跃。有趣的是,尽管我们的基因组中出现了大量这些基序,但只有一小部分被识别和结合。因此,基序是否受转录因子的约束不仅取决于特定序列,还取决于其可接近性。

在Nature的一篇出版物中,DirkSchübeler和他在FMI的小组现已证明,某些转录因子只能与未甲基化的结合位点结合。在他们的研究中,Silvia Domcke和AnaïsBardet(两位第一作者)从干细胞中的DNA中去除了所有甲基,然后再次确定转录因子结合发生的位置。Domcke说:“我们发现,在没有DNA甲基化的情况下,某些敏感的转录因子,如NRF1,会占据许多额外的结合位点,导致转录增加。由于表观遗传标记,这些结合位点以前无法获得。” 如果这些位点随后被重新甲基化,则转录因子被置换并且不再读出这些基因。

然而,科学家们还发现一些转录因子对甲基化不敏感:这些因子可以与甲基化DNA结合,甚至触发其去甲基化,从而为敏感因子铺平了道路。在该研究中,这通过NRF1的实例来说明,NRF1是依赖于其他因子从其结合位点去除甲基化的敏感因子。Bardet解释说:“我们假设,在NRF1基序周围,其他蛋白质具有活性,这些蛋白质不依赖于甲基化,并且会引发甲基的去除。这些为NRF1做好准备,从而限制并确定其活性。”

Schübeler在评论更广泛的背景时说:“通过我们在活细胞中的实验,我们已经证明了不同转录因子之间的等级,由甲基化模式介导。有一些转录因子不能与甲基化DNA结合。这意味着它们依赖于其他转录因子决定它们的基序是否甲基化。“

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