特聘专家汪海林研究组在Cell上发表高等生物DNA修饰合作研究成果

发布者:admin2发布时间:2015-10-16浏览次数:473

DNA甲基化作为重要表观遗传机制调控基因的表达,从而影响一系列的生物学过程,如细胞命运决定、发育和组织、器官的稳态维持。DNA甲基化失调与人类疾病密切相关,如肿瘤。DNA甲基化以多种修饰方式(5-methylcytosine(5mC),N6-methyladenine(6mA)N4-methylcytosine(4mC)等)广泛存在于细菌、真核生物中。 

迄今,5mC哺乳动物基因组DNA被认为是唯一的碱基甲基化形式调控基因的表达。最近的研究表明,5mC去甲基化过程中的衍生物5hmC在基因表达调控中也起着重要作用。与之不同的是,6mA以较高丰度存在于原核生物及一些低等的真核生物。尤其在细菌中,6mA修饰在DNA复制、修复、基因表达调控及宿主-病原体相互拮抗等方面发挥重要的功能。6mA DNA修饰是某些细菌生存所必需的条件。 

目前已知高等真核生物基因组中6mA的含量极低,受此局限,高等真核生物中有关6mA修饰的研究一直被忽视。环境与健康研究院特聘专家、研究生导师汪海林研究员(中国科学院生态环境中心)及其课题组在过去研究5mC甲基化修饰与去甲基化的过程中(J. Am. Chem. Soc.,2013, 135:10396; Nucleic Acids Res., 2014, 42:1593; Nucleic Acids Res., 2014, 42: e81),意识到高等生物中可能存在未知的DNA新修饰。为此,发展出高灵敏、高特异性超高效液相色谱-串列质谱方法,可鉴定并检测痕量的6mA修饰。通过与中科院动物研究所陈大华研究组合作,利用经典的模式生物果蝇,探讨6mA在高等生物中存在的可能性。果蝇在DNA修饰的表观遗传领域中地位非常奇特。主要表现为果蝇基因组中5mC含量非常低,因此果蝇中是否存在5mC DNA甲基化修饰,一直是研究者争论的话题。鉴于5mC主要存在于哺乳动物基因组,6mA主要存在于细菌等原核生物,从进化角度考虑,推测果蝇可能存在至今没有被鉴定的DNA碱基甲基化。 

该研究结果于2015430日在线发表在Cell杂志。研究得到中科院战略性先导专项B和国家自然科学基金委杰出青年基金等项目的资助。 

  论文参见:http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(15)00435-3 

 

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