肿瘤

解开谜团:为何一个癌基因能保护基因组?

作者:万纹 来源:生物通 日期:2017-06-15
导读

         来自北卡罗来纳大学医学院的研究人员揭开了一个长期以来困扰科学家的谜题,他们发现了一种除细菌外生物均包含的重要酶的作用机制,这将有助于了解癌症的发展以及如何阻止癌症转移。这一研究成果公布在 Cell Reports 杂志上。

关键字:  癌基因 

        来自北卡罗来纳大学医学院的研究人员揭开了一个长期以来困扰科学家的谜题,他们发现了一种除细菌外生物均包含的重要酶的作用机制,这将有助于了解癌症的发展以及如何阻止癌症转移。这一研究成果公布在 Cell Reports 杂志上。

        Set2 酶对于基因转录来说非常重要,但是目前科学家们并不清楚 Set2 在转录中的确切作用。在最新这项研究中,研究人员发现当细胞处于胁迫状态时,Set2 对于保持转录运行特别重要。没有 Set2,缺乏营养物质的细胞就会开始错误转录基因。

        文章作者,北卡罗来纳大学生物化学和生物物理学教授 Brian Strahl 博士说:“我们认为这解决了 Set2 的的一个谜题,现在我们明白了在错误的地方和时间下基因是如何转录的。”

        在酵母等低等生物中的 Set2 酶还有另外一个身份:其人类的表亲 SETD2 经常在癌细胞被发现突变形式。因此 “这些基础研究结果可能有助于解释 SETD2 突变如何导致基因错误转录,促进癌症的起始或进展的,”Strahl 说。

        Strahl 博士在十五年前发现了 Set2,这种酶的作用是将甲基基团加载到组蛋白上。近年来的研究表明这种甲基化过程是基因转录的质量控制检查机制。

        基因转录开始于基因的一个精确的位点上,然后在完全转录 RNA 后结束,但是如果组蛋白上没有通过 Set2 进行甲基化,那么转录就会从错误的位置开始,所产生的 “隐性”RNA 转录物就有可能干扰基因的正常表达,这种遗传物质的错误表达可能导致癌症等疾病。Strahl 研究组认为 Set2 可能与胁迫下细胞机制有关,为此他们分析了失去重要营养物质时,没有 Set2 的细胞会发生什么。Strahl 说:“我们发现错误位置上的错误转录会在胁迫时高频率发生,并且常常影响正常的基因。”

        这一发现表明,当细胞看起来特别容易受到这种类型错误影响时,Set2 就进化来防止有害的异常转录。

        接下来研究人员将会进一步分析 Set2 在胁迫应激中的作用,以及人体内 SETD2 为何在肿瘤细胞,特别是在肾癌中经常会突变。

        此前曾有另外一个研究组利用酵母 Set2 突变体揭示了在适当以及如癌细胞的不适当情况下,维持基因表达继续的惊人机制。研究人员通过遗传操作酿酒酵母追踪是否有标记组蛋白移入及移出染色质的方式评估了组蛋白的化学修饰。利用这一系统他们比较了 Set2 突变体和正常酵母中所有 6000 种基因中全面的组蛋白乙酰化和甲基化。他们首先观察到在正常细胞中 Set2 插入的抑制性甲基化标记遍及了正表达基因的轨道,如预期的在 Set2 突变体中标记消失。在这些突变体中大部分的基因显示乙酰化标记相应增加,这可以通过 Set2 招募乙酰基剪除机能力丧失来解释。Nature:基因表达转录调控新机制

        原文标题:H3K36 Methylation Regulates Nutrient Stress Response in Saccharomyces cerevisiae by Enforcing Transcriptional Fidelity

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