JCB：“流放”DNA的表觀遺傳學修飾

　　皮膚細胞在發揮作用時啟動的基因與肝細胞完全不同，而其他基因需要保持關閉。將基因“流放”到細胞核邊緣，是能夠一舉關閉大量基因的重要途徑。Johns Hopkins大學的一項新研究揭示了DNA被發配到細胞核邊疆的具體機制，這一過程對于控制基因表達和決定細胞命運至關重要。相關論文發表在近期的Journal of Cell Biology雜志上。

　　“我們發現，特定DNA序列和蛋白標簽將DNA送到細胞核邊緣，令相應基因保持沉默，” Johns Hopkins大學醫學院的助理教授Karen Reddy說。

　　我們可以將細胞核看作是一個充滿了DNA雙鏈的圓形房間，來來去去的蛋白開啟、關閉、剪切、修補和讀取這些序列。在細胞核的邊緣，核纖層網絡在核膜內側支持著細胞核的形態。近年來越來越多的證據表明，這一網絡并不僅僅是個支持性的結構，也和細胞關閉大量基因的能力有關。人們認為，被“流放”的DNA片段粘附在核纖層上，讓蛋白因子難以靠近。

　　這種關閉一整片基因組的方法，在發育過程中特別有用。胚胎中的細胞有著不同的命運，需要用同樣的基因組合成不同的蛋白質。不過科學家們還不清楚，是什么在合適的時間把特定DNA送到核纖層的。

　　Reddy及其同事收集了小鼠的未成熟類皮膚細胞和成熟免疫系統細胞，在這兩種細胞中比較了粘附在核纖層上的DNA片段，鑒定了差異性基因附近的不同點。他們發現，粘附在核纖層上的DNA區域是相當一致的，不存在只是偶爾連在核纖層上的“灰色區域”。

　　隨后，研究人員切下了與核纖層相連的DNA片段，并將其插入測試細胞的染色體，觀察附近染色體片段移動到核纖層的過程。研究顯示，這些片段與蛋白YY1結合，而YY1將其周圍的DNA送到核纖層。

　　研究人員指出，DNA移動到核纖層需要兩個分子標簽。這些標簽位于組蛋白上，屬于一種經典的表觀遺傳學調控——甲基化。表觀遺傳學調控是一種不涉及DNA序列的基因調控機制。YY1將負責甲基化的蛋白招募到組蛋白上，不過目前還不清楚YY1是否還有其他功能，比如像磁石一樣把DNA連到核纖層。

　　“這是首次發現DNA連上核纖層，與特定組合的表觀遺傳學修飾有關，”Reddy說。“現在我們感興趣的是，不同類型的細胞如何利用這一機制來調節不同的基因。”