長鏈非編碼RNA+DNA甲基化=癌癥生長調控
日期:2016-01-14 08:46:04
DNA甲基化是基因活性的一種關鍵調節器,在癌細胞中,錯誤的甲基化修飾會導致腫瘤的過度生長與功能障礙。而且抑癌基因位點上也常常會甲基化增多,導致抑癌基因功能活性關閉,而基因組其它部位則會出現甲基化減少,這也許是為了能釋放更多的空間。
“沒有人明白是什么驅動了癌細胞過度甲基化,”來自俄亥俄州凱斯西儲大學的遺傳學家Ahmad Khalil說,“最初科學家假設人物可能是調控組蛋白修飾,或者DNA甲基化的酶發生了突變,它們的表達失控了,”但是許多研究證明,這些酶很少發生突變,其基因表達也沒有變化。
為了確定癌細胞為何會發生這些甲基化重要變化,Khalil展開了長鏈非編碼RNA(lncRNAs)的研究。在以前的研究中,Khalil和他的同事去除了組蛋白修飾酶復合物中的lncRNAs,結果發現同時受抑制的基因,表達量增加了,這表明“也許是lncRNAs,而不是酶失去了控制,”他說。
來自華盛頓大學的計算生物學家Christopher Maher(未參與該項研究)對此評價道,Khalil分析lncRNAs 與 DNA甲基轉移酶的方法“具有重要的生物學意義”。
哺乳動物體內有三種不同的DNA甲基轉移酶酶,能將甲基添加到胞嘧啶上,Khalil聚焦于一種稱為 DNMT1 的酶,他從結腸癌細胞株分離出了DNMT1,以及相關的RNA,從中發現了148種 DNMT1相關lncRNAs,但是這個數量太大,不便于單獨研究。因此研究人員從Cancer Genome Atlas 尋找數據,定位已知結腸癌中的lncRNAs,確定了哪些是結腸特異性的lncRNAs。
最終研究人員聚焦了一個稱為 DACOR1 的候選lncRNAs,這一因子在癌細胞中要比在健康細胞中表達水平低。Khalil假設這種差異可能與癌細胞的過度行為有關,對此他問了一個簡單的問題:如果我們將這個lncRNAs放回癌細胞中會怎么樣呢?
結果研究人員發現一些DNA甲基化正常了,癌細胞生長減緩了。當他們繪制出了DACOR1在基因組上重新引入后的位置,就發現了這個因子能與150個基因位點相互作用,其中包括結腸癌中甲基化出現變化的31個位點。
“(癌細胞)解除了對lncRNAs的控制,這改變了其甲基化模式,就像我們在腫瘤中觀察到的,”Khalil總結道。
“這項研究證明了這個因子在DNA甲基化調控過程中起了非常重要的作用,這令人興奮,”Maher說,“這不僅事關結腸癌,而且我認為這也具有廣泛的意義。”
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