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免疫疾病背后的表观遗传学

更新时间:2017-10-18      浏览次数:1183

近几十年,过敏、糖尿病和其他免疫疾病显著增多。在这一趋势中,环境起到的作用可能比基因更大。因此,研究团队开始在常见免疫疾病中寻找潜在的非遗传学因素。表观遗传学修饰吸引了他们的注意。

表观遗传学修饰可以在不改变DNA序列的情况下调控基因的活性,而且这种修饰会受到环境因素的影响。5-甲基胞嘧啶(5mC)是哺乳动物基因组zui常见的一种表观遗传学修饰,广泛参与了细胞对基因表达的控制,在细胞生长、细胞分化、细胞增殖和疾病状态中起到了关键性作用。

TET家族的双加氧酶能够将5mC逐步氧化成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)。研究人员发现,人类CD4+ T细胞的分化过程中存在广泛的5hmC重塑。在患者样本中也很容易检测到5hmC的存在。研究显示,与常见免疫疾病有关的许多DNA区域富含5hmC。

这项研究指出,5hmC介导的DNA去甲基化对人类CD4+ T细胞很关键,在基因表达和细胞分化中起到了重要的作用。5hmC将基因与环境关联起来,二者共同起作用引发人类疾病。研究人员认为,5hmC在疾病诊断和个性化医疗中有着广阔的应用前景。

在哺乳动物的早期胚胎发育阶段,基因组DNA会发生大规模的主动去甲基化。但去甲基化的分子机制一直是表观遗传领域的一大谜题。研究团队为人们揭示了全基因组范围上的DNA去甲基化动态。

5mC由DNA甲基转移酶催化产生,广泛参与了细胞对基因表达的调控。不过,活性启动子和增强子上基本没有这种表观遗传学修饰。何川教授与加州大学的任兵(Bing Ren)教授合作,揭示了甲基化和去甲基化对增强子活性的调节。研究显示,这一机制决定了细胞分化过程中的转录组重编程。去年二月,NEB公司的研究团队开发了一种低成本的酶学分析方法,能够获得单碱基分辨率的5hmC和5fC全基因组图谱

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