cq11.net
INDUSTRY EXPRESS

电话:028-84216040

传真:028-84333218

邮箱:甚至扭亏为盈具有重要意义

Cell Rep:重磅级发现!科学家阐明“垃圾DNA”在癌症发生过程扮演的关键角色

作者:   发表时间:2017-04-04   访问数:

来源:生物谷 2017-04-02 08:23

图片来源:medicalxpress.com

2017年4月2日 --近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自马萨诸塞大学的研究人员通过研究表示,人类卫星II(Human satellite II,HSAT-II)是一种高度拷贝但目前尚未进行探索研究的人类基因组序列,其也被认为是垃圾DNA(junk DNA),但人类卫星II序列能够影响我们基因组中的主要调节元件,而且其在大约50%的肿瘤中都处于“错误”状态。当该序列被解除调节后,大量的重复性核苷酸序列就会被建立,而且癌细胞中主要的调节性蛋白会被挤入到核小体中,这很有可能会引发表观遗传不稳定性,从而就会驱动多种癌症的发生。

研究者Jeanne Lawrence表示,这些卫星重复序列就好像是主要调节因子的分子海绵一样,其能够控制其它基因的表达,随着时间流逝,当细胞衰老以及分裂时,这些改变就会造成遗传不稳定性的产生,进而就会导致特殊的癌症相关基因变得具有活性。目前人类基因组这一巨大的空白箱还没有被完全进行测序和绘图,HSAT-II包含了数百万个非常丰富的小型序列拷贝,而且其显微镜下就能够观察到某些染色体,尤其是1号染色体,由于HSAT-II的DNA在正常情况下处于甲基化状态,因此在健康细胞中其依然处于休眠状态,基于这个原因,研究人员无法对HSAT-II进行广泛的研究,而且研究人员也认为该序列并不会发挥作用,实际上,标准的基因组学实验会有意识地剔除掉HSAT-II的结果。

为了阐明重复性的“垃圾DNA”是否会发挥正常功能,研究人员Lawrence及其同事利用荧光原位杂交技术(FISH)对RNA进行了追踪,他们发现在所研究的大约一半的肿瘤中,HSAT-II都能够表达,而且能够形成RNA大量的核积累。为了深入理解为何在癌症中HSAT-II会被错误调节,研究者对HSAT-II的DNA进行了甲基化诱导,这种序列在癌症中非常常见,但其被认为并没有功能。研究者发现,当被脱甲基化后,HSAT-II的DNA就会吸收名为PRC1(protein regulator of cytokinesis 1,胞质分裂调节蛋白1)的重要调节性复合体,而且HSAT-II的RNA位点会相似地捕捉MeCP2(methyl CpG binding protein 2,甲基化的CpG结合蛋白2),最终就会产生两种类型的癌症相关核小体结构,这些蛋白能够帮助控制一系列其它基因的表达,而这些基因主要负责细胞的分化和以及在癌症中出错的发育途径。

研究者Hall-Anderson博士表示,我们机体基因组中重复的“垃圾DNA”实际上一直是研究中的巨大空白,科学家们并未对其序列进行绘图,然而这些序列在控制基因的表达上扮演着重要的作用。在癌症生物学研究中,基因组不稳定性是研究人员关注的一大热点,然而不光是DNA序列发生改变,其调节过程也会出错,有研究证据表明表观基因组可以自我构建,并且在癌症发生过程中扮演着重要角色。

本文研究对于未来研究人员进行癌症领域的研究带来了新的方向,后期研究人员也希望通过更为深入的研究来阐明HSAT-II在健康细胞发育过程中扮演的重要角色。

原始出处:

Lisa L. Hall, Meg Byron, Dawn M. Carone, et al. Demethylated HSATII DNA and HSATII RNA Foci Sequester PRC1 and MeCP2 into Cancer-Specific Nuclear Bodies. Cell Reports (2017). DOI: 10.1016/j.celrep.2017.02.072.