约翰·霍普金斯医学院最新研究：成立！与基因调控有关的费解之谜在从爱好水的单细胞生物体开始的搜索中被发现

经过长达十年的无畏研究，约翰霍普金斯大学医学科学家表示，他们发现了一对调节基因组功能的酶的新作用，并且当缺失或突变时，它们与脑肿瘤，血癌和Kleefstra等疾病有关---一种罕见的遗传性神经认知障碍

这项新发现于 11 月 21 日发表在 Epigenetics & Chromatin 上，最终可以帮助科学家了解由这些酶的破坏引起的疾病，并为它们开发新的治疗方法。

约翰霍普金斯大学医学院药理学与分子科学副教授Sean Taverna博士说：

“更好地了解酶如何影响我们基因组的活动，可以提供对生物学的宝贵见解，并可以帮助研究人员设计新的疾病治疗方法。”

这项研究始于十多年前，当时Taverna正在寻找影响嗜热四膜虫（一种单细胞淡水生物）DNA活性的因素。在最初的研究中，研究小组发现了一个先前未知的信号，即单细胞生物用来“标记”它已关闭的基因。

标记的位置在组蛋白上，组蛋白充当线轴，紧紧缠绕 DNA，通常会关闭基因并保护 DNA 免受损害。 如果四膜虫不能添加标记——一个称为甲基化的过程，它将化学标记添加到称为 H3K23 的组蛋白的一部分——DNA 就会受损，细胞生长不良。

在 2016 年发表的一项后续研究中，Taverna 发现 H3K23 位置在四膜虫和哺乳动物（包括人类）之间是保守的。 然而，控制化学标签如何放置在 H3K23 上的酶因物种而异。

如果没有这些酶促H3K23甲基化“作者”的身份，研究人员发现很难研究H3K23在人类生物学和疾病中的作用。

因此，最近获得博士学位的Taverna David Vinson和约翰霍普金斯大学金梅尔癌症中心肿瘤学和病理学教授Srinivasan Yegnasubramanian博士领导了一项新研究，寻找将化学标签添加到H3K23的哺乳动物酶。

在筛选了许多编码甲基化的酶后，Vinson发现只有一对酶EHMT1/GLP和EHMT2/G9a，它们在H3K23组蛋白位置放置了化学标签。

当研究人员在实验室中生长的人脑细胞（神经元）中使用针对酶对的药物抑制剂和基因突变时，酶在H3K23组蛋白位置上放置甲基化标签的能力显着降低。

Yegnasubramanian说：“有了在人类神经元细胞中建立的最初先例，现在可以打开大门来研究这些酶和H3K23修饰在包括人类癌症在内的许多健康和疾病中的作用。”。

既然研究人员知道 EHMT1/GLP 和 EHMT2/G9a 在 H3K23 组蛋白位置放置了化学标签，他们的目标是了Taverna说：“我们想更好地了解为什么这些酶不能正常工作时会发生疾病，以及它们与H3K23的联系是什么。”。解它们如何这样做的精确机制，并开发针对这种活动的药物。

除了Taverna，Yegnasubramanian和Vinson，其他为这项研究做出贡献的研究人员是阿肯色大学医学院的Kimberly Stephens；约翰霍普金斯大学的Robert N.O'Meally，Shri Bhat和Robert Cole；和沃尔特里德陆军研究所的布莱尔·丹西。

该研究的资金由美国国立卫生研究院（R01GM118760，R01CA221306和F31GM130114），美国国家科学基金会，欧文·汉森纪念基金会和联邦基金会提供。

参考资料：《Found! Lost puzzle piece involved in gene regulation revealed in search that began in water-loving, one-celled organism》

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