影響衰老和長壽的組蛋白修飾

生物通報道：最近，對周圍包裹有DNA的改性蛋白進行的一項研究，對於基因調控與線蟲、果蠅、人類的衰老和長壽有何關聯，提供了深刻見解。該研究對於「基因表達是如何調控的「有一定影響，並能提供年齡相關疾病的新藥物靶點。延伸閱讀：缺乏一種特殊蛋白質的小鼠更長壽。

這項研究由美國康奈爾大學和布朗大學的研究人員完成，發表在四月一日的《Genes and Development》期刊，著重研究組蛋白H3的特定修飾。組蛋白，就像是一個線軸，而DNA就像是一些纏繞在軸上的線一樣，纏繞在組蛋白周圍。組蛋白對於細胞內的DNA包裝是必不可少的。組蛋白可以多種方式被改性，從而影響到DNA如何被包裝，以及基因如何打開和關閉。H3修飾，名叫H3K36me3，指的是一種化學標記，位於H3蛋白上的一個特定位置。

康奈爾大學藝術和科學學院分子生物學、遺傳學副教授Sylvia Lee，是這篇論文的資深作者，其實驗室的博士後研究員Mintie Pu是論文第一作者。康奈爾大學威爾學院細胞與分子生物學/生物統計與計算生物學繫於海源博士也是本文共同作者之一，其2006年獲美國耶魯大學計算生物學和生物信息學專業博士學位，後於哈佛醫學院進行高通量實驗蛋白質組學和功能基因組學方面的博士後研究工作。2010年至今，擔任美國康奈爾大學威爾學院細胞與分子生物學/生物統計與計算生物學系助理教授，主要進行生物醫學方面系統生物學和生物信息學的研究。近年來，于海源博士在Science、Nature Biotechnology、Nature Methods、PNAS等本領域知名期刊發表論文50餘篇。

在這項研究中，研究人員描述了H3修飾的基因組模式，然後分析了所有基因在年輕和年老秀麗隱桿線蟲（C. elegans）中的表達。他們發現，當基因卷繞H3蛋白時，如果修飾存在於較低的水平，這些基因的表達往往隨年齡增長而發生波動。然而，卷繞高水平相同修飾的基因表達，卻隨著年齡的增長而保持穩定。

Lee說：「如果這個組蛋白標記是在一個較高的水平上，它就能穩定衰老過程中的基因表達。」

研究人員想知道，這種模式是線蟲特有的？還是一般存在於其他物種中？他們與布朗大學的研究人員合作，研究來自果蠅的數據，發現了同樣的相關性。

Lee說：「我們有充分的理由認為，我們所看到的這種模式，很可能也存在於人類中。」

研究人員隨後在秀麗隱桿線蟲中刪除了一種酶，這個酶通常可促進H3蛋白上的化學標記，因此這樣的修飾就不再存在。Lee說，沒有它，隨著年齡的增長，基因的表達變得更加的可變，這些線蟲的壽命縮短。她說：「我們推測，這個組蛋白標記對於保持正常的壽命，是很重要的。」

接下來，研究人員將測試線蟲和果蠅中的研究結果，是否也適用於哺乳動物和人類。儘管H3修改存在於許多不同的細胞中，包括人類細胞，但是關於其功能的認識還很少。Lee說，進一步的研究可增加對基因調控的基本了解。

從臨床上來說，H3K36me3修飾與發育缺陷和腫瘤發展有關。Lee說：「識別這一組蛋白修飾並介導疾病預後結果的蛋白質搭檔，可能是未來治療方法的一個靶點。」

（生物通：王英）

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