Nature子刊：壓力會讓大腦基因的表觀遺傳發生改變

近日，Nature Communications雜誌上的一項研究發表了一種此前在動物機體中功能尚未明確的DNA修飾：A（腺嘌呤）甲基化。研究人員認為，在壓力條件下大腦似乎更容易出現這種腺嘌呤甲基化，並且可能在神經精神疾病中扮演者重要角色。

我們知道，基因功能不僅僅可以由DNA序列決定，當細胞核DNA序列沒有改變時，基因功能仍然能夠發生可逆的、可遺傳的改變，這就是我們熟知的表觀遺傳現象。在這種改變中，最常見的就是DNA修飾（如甲基化修飾）。

DNA鹼基C（胞嘧啶）上的甲基化（5-methyldeoxycytosine，5mC）是哺乳動物基因組中最常見的一種表觀遺傳學修飾，由DNA甲基轉移酶催化，通常情況下能夠沉默基因的表達。在原核生物中，還存在另一種甲基化修飾——N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenine，6mA），它能參與細菌抵禦噬菌體入侵的過程，主要在宿主防禦系統中起作用。以前，科學家們認為真核生物基因組中的甲基化修飾類型只有5mC。但隨著基因組學的發展，科學家們發現在真核生物，比如昆蟲和哺乳動物基因組中也存在6mA修飾現象。但是，對於6mA在哺乳動物中的具體功能，科學家們知之甚少。

Emory大學醫學院的Peng Jin博士團隊研究和他們的同事研究了小鼠大腦的前額葉皮層區域基因的6mA修飾情況，這些小鼠受到來自環境的壓力。科學家們發現，在壓力條件下，小鼠腦細胞DNA中的N6-甲基腺嘌呤含量增加了4倍。甲基腺嘌呤修飾主要出現在內含子和基因間隔區。全基因組6mA和轉錄組分析發現，6mA的動態變化與一組上調的神經元基因或下調的LINE（ long interspersed nuclear element）轉座子表達的負相關。

壓力誘導的甲基腺嘌呤變化所影響的基因與神經精神疾病有關的基因重疊，不過這一聯繫還需要進一步調查。科學家們推測， 6mA對壓力的異常反應可能會通過異位招募DNA結合蛋白誘導神經精神疾病。

End

參考資料：DNA N6-methyladenine is dynamically regulated in the mouse brain following environmental stress

推薦閱讀：