研究团队发现了在基因组受损后恢复细胞功能的机制
2020-10-15 17:05:10
科隆的一个研究小组发现，DNA结构的改变-更确切地说是染色质-在DNA损伤后的恢复阶段起着决定性的作用。关键是DNA包装蛋白组蛋白H3(H3K4me2)上的两个甲基被双重占用。该发现是科学家在衰老研究卓越集群CECAD的BjörnSchumacher教授，科隆分子医学中心(CMMC)和科隆大学的衰老与疾病基因组稳定性研究所的指导下做出的。特定的变化使基因能够在受损后重新激活并产生蛋白质：细胞恢复平衡，有机体得以恢复。H3K4me2在线虫秀丽隐杆线虫的实验中已确定了其保护作用。自然结构与分子生物学。
每个人类细胞中的基因组每天都会受到损害，例如，皮肤中的紫外线会受到太阳紫外线的伤害。对DNA的破坏会导致癌症等疾病，影响发育并加速衰老。DNA修复中的先天性功能异常可能导致罕见的遗传性疾病极度加速衰老。因此，保存和重建过程对于确保发育和维持组织功能特别重要。像包装在电缆鼓上一样，包裹在包装蛋白(组蛋白)上的DNA受甲基基团调节。各种蛋白质负责将甲基置于组蛋白上或将其除去。包装蛋白质上的基团数目影响基因的活性，从而影响细胞的蛋白质产生。
在使用线虫进行的实验中，研究小组表明，修复受损的DNA后，在DNA包装上越来越多地发现了两个甲基。此外，他们发现在组蛋白(H3K4me2)上放置这两个甲基的错误加速了损伤诱导的衰老过程，而组蛋白改变的位置增加则延长了DNA损伤后的寿命。通过控制设置或去除这些甲基的蛋白质，可以影响对DNA损伤的抵抗力-从而影响动物的衰老过程。
对这两个甲基的作用的进一步分析表明，基因组损伤后的H3K4富集有两个甲基，支持细胞在DNA损伤后恢复平衡。
舒马赫说：“现在我们知道了染色质的确切变化，我们就可以用它来精确地限制DNA损伤的后果。”我希望这些发现将使我们能够开发出针对以发育障碍和过早衰老为特征的遗传性疾病的疗法。由于DNA损伤在衰老过程中具有根本重要性，因此这种方法还可以抵消正常衰老并预防与年龄有关的疾病。
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