美國哈佛大學醫學院張毅教授到生物物理所交流

　　張毅教授作報告

　　11月14日，應生物大分子國家重點實驗室許瑞明研究員的邀請，哈佛大學醫學院的張毅教授在生物物理所圖書館報告廳作了一場題為Mechanism and function of Tet-mediated 5-methylcytosine Oxidation的報告。張毅教授在報告中介紹了他的實驗室從建立以來的大部分工作要點，描述了他們在表觀遺傳學領域中的組蛋白修飾以及DNA去甲基化研究中的突破性進展。

　　他首先概述了他們早期發現和鑒定的組蛋白甲基轉移酶，如PRMT1，EZH2，ESET，SET7，SET8，hDOT1等。在此基礎上，繼而探索組蛋白甲基化的可逆途徑即尋找組蛋白去甲基化酶，他們找到了比LSD1更典型的去甲基化酶蛋白家族--JmjC家族，如JHDM1A，JHDM2A，JHDM3A，JMJD3，UTX等蛋白。在此眾多發現的基礎上，他和幾位同行創辦了Epizyme公司，致力于將實驗室的研究開發成疾病治療藥物，目前Bub1相關的藥物已經到了臨床試驗階段。

　　第二部分他著重講了DNA主動去甲基化的研究。他們最開始從胸腺嘧啶的氧化途徑入手，認為去甲基化過程可以參考以上路徑，試圖通過生物信息學檢索和生化方法篩選胸腺嘧啶羥化酶的類似物，但一無所獲。沉寂數年之后，有文獻報導JBP（J-Binding Protein）蛋白有胸腺嘧啶羥化酶的特性，他們再通過類似物搜索，發現了Tet（Ten Eleven Translocation）蛋白，隨后的生化實驗證實Tet蛋白能夠氧化胞嘧啶上的甲基。他們設計的TLC實驗鑒定出氧化產物是羥甲基化胞嘧啶（hmC）、甲酰基胞嘧啶（fC）和羧基胞嘧啶（caC）。隨后他們用能識別氧化產物fC/caC的酶TaqI代替MspI改進了TLC實驗，并驗證了產物的存在。去甲基化到了羧基胞嘧啶后該怎么繼續走下去？他們提出了兩種假設，一種是脫羧，一種是糖基化脫氨。實驗中他們發現了TDG（Thymidine DNA Glycosylase），TDG能夠識別羧基胞嘧啶并將其整個堿基去掉，形成脫堿基空位，再通過堿基切除修復途徑切除掉脫堿基空位，補上非修飾的胞嘧啶，至此，主動去甲基化過程完成。另外，他們還研究了hmC/fC/caC產生后在細胞內的命運。

　　最后，張毅教授還展示了他們最新的研究成果。他們發現Tet1蛋白能夠通過部分影響去甲基化水平而激活減數分裂相關基因，敲除tet1基因后會造成不可修復的DNA雙鏈損傷的積累，繼而影響生殖細胞的發育。

　　張毅教授的報告看似平淡，但每一張PPT上的結果都在領域內掀起壯闊波瀾，如早期組蛋白甲基化轉移酶、去甲基化酶的鑒定，DNA去甲基化過程假設的提出、胞嘧啶氧化產物hmC/fC/caC的鑒定及其細胞內的作用和去向、DNA去甲基化酶在生殖細胞胚胎發育過程中功能的研究等等。