一種重要的大腦表觀遺傳修飾

埃默里大學的科學家詮釋了果蠅大腦發育過程中一種重要的DNA修飾。《Molecular Cell》報道了這項研究。

表觀遺傳學是一門「高於基因」的科學，在這個領域中「DNA甲基化」是研究的熱點。甲基化不能改變DNA密碼（A、T、C、G），但它卻能改變DNA被細胞處理的方式。通俗的說，它是關閉DNA的標籤。

DNA甲基化的最常見形式是出現在C（胞嘧啶）上。儘管果蠅是廣為人知的遺傳學模型，但其體內卻很少有這種形式的DNA甲基化，在果蠅中，更常見的是A甲基化（專業名稱是N6-甲基腺嘌呤，m6A）。然而，目前為止，人們還不知道它對果蠅來說代表了什麼。

遺傳學家Bing Yao博士和Peng Jin博士最近發現，一種消除A甲基化的酶對果蠅的神經元發育至關重要。

這種酶家族（TET）在哺乳動物中的作用是脫去C甲基化，2009年人們才發現原來是TET酶主動去除了DNA甲基化，而不是自然脫落。

從蛋白質的角度來看，甲基化就是DNA分子上支起的一個基團，引人注意的是，哺乳動物和果蠅的脫甲基化酶竟然是相關的。

去年，Yao副主任課題組在《Nature Communications》發文報道，面對壓力小鼠腦細胞基因組中m6A水平發生變化，另一個實驗室最近報道，儘管非常罕見，其實人類基因組中也具有腺嘌呤甲基化形式（頻率為2000個腺嘌呤中有1個），出現頻率在癌細胞中明顯減少。

果蠅的脫m6A酶名叫DMAD（DNA N6-甲基腺嘌呤脫甲基酶）。如果人為突變去除DMAD的編碼基因，果蠅在早期發育階段就會夭折。埃默里大學的研究人員創建了只關閉大腦DMAD基因的果蠅模型，這種人為干擾會導致關係到學習和記憶能力的蘑菇體發育障礙。

在果蠅中，m6A更為罕見（約百萬分之二十五），並且僅局限在基因組部分區域。去除DMAD意味著m6A丰度增加，並且，人工提純的DMAD蛋白也可以去除試管中DNA的m6A。

Jin說，這篇論文的一個重要發現是，抑制果蠅和人類基因轉錄的多梳蛋白很可能是m6A的潛在「讀者」。研究人員發現，m6A在多梳蛋白結合DNA區域更為常見，反過來，多梳蛋白液傾向於結合含有m6A的DNA。

原文標題

Active N6-Methyladenine Demethylation by DMAD Regulates Gene Expression by Coordinating with Polycomb Protein in Neurons

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！