大阪大学牵头的日本团队在人类细胞核中发现了一类新“暗物质”。这是一种新型组蛋白表观遗传学修饰,称为H4K20ac(组蛋白H4赖氨酸20乙酰化)。
高等生物的基因组DNA围绕着由四种组蛋白组成的八聚体,形成碟状的核小体结构。基因组DNA以这样的形式包装成为染色质,染色质的结构和动态受到组蛋白表观遗传学修饰的调控。
在此之前,人们只在植物细胞中看到过H4K20ac。现在研究人员使用H4K20ac抗体证实,这种组蛋白修饰也存在于人类细胞核中。过去人们普遍认为,组蛋白乙酰化只涉及基因活化,这种修饰聚集在高表达基因的启动子附近。研究人员通过染色质免疫沉淀、新一代测序和超级计算机进行分析。他们在ScientificReports杂志上发表文章指出,H4K20ac富集在低表达基因的启动子周围,很可能与基因抑制有关。
多细胞生物的每个细胞都携带着相同的遗传学信息。不过,不同类型的细胞只激活特定的基因组合。举例来说,肌肉细胞和神经细胞中的基因表达情况就大不相同。哪些基因在何时被激活,主要取决于表观遗传学调控。
近年来人们逐渐意识到,表观遗传学修饰在疾病过程中起到了重要作用。研究人员认为,H4K20ac有助于进一步阐明多种疾病的发展机制,比如包括糖尿病在内的代谢疾病、包括心脏肥大在内的心血管疾病、肾脏疾病和癌症。
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