我们的基因包含了我们身体运作所需的所有指令,但它们的表达必须得到精细的调节,以确保每个细胞都能最佳地发挥作用。
这就是DNA和RNA表观遗传学发挥作用的地方:一系列作为基因“标记”的机制,在不修改DNA或RNA序列本身的情况下控制它们的活性。
到目前为止,DNA和RNA的表观遗传学研究是作为独立的系统进行的。这两种机制似乎分别发挥作用,各自在基因调控过程的不同阶段发挥自己的作用。也许这是个错误。在《细胞》(Cell)杂志上发表的一篇文章中,由ULB医学院癌症表观遗传学实验室、ULB癌症研究中心和H.U.B.Jules Bordet研究所的François Fuks领导的研究人员揭示,事实上,DNA和RNA表观遗传学可能比以前认为的更加相互关联。研究人员发现它们形成了一个互补的调控系统,其中DNA表观遗传学组织可用基因,RNA表观遗传学动态调整它们的使用。
具体来说,该研究表明,当这两个标记共同添加到基因中时,它们能够更有效地激活该基因。另一方面,如果其中一个过程不正常,基因的活性就会减弱。François Fuks和他的同事已经证明,这种机制在细胞发育或分化成不同类型的关键阶段尤其重要,例如在胚胎干细胞中。这种结合提供了令人难以置信的基因活动的精确调节,这对生物体的发育和细胞的和谐运作至关重要。
1月17日发表在《Cell》杂志上的这一基础性突破揭示了一种全新的基因控制模式,为生物学开辟了前所未有的前景。它帮助我们更好地了解细胞是如何工作的,以及这些机制的破坏是如何导致癌症等疾病的。
这一发现也可能导致癌症治疗的进步。利用这种互补调节系统,可以开发基于同时靶向DNA和RNA的“表观遗传药物”的治疗方法。科学家们希望能够开发出更精确和个性化的治疗方法,能够针对这些调节机制来恢复癌症患者患病细胞的平衡。
这一团队已经在进行与发表在《Cell》杂志上的研究直接相关的研究。这些正在进行的研究旨在通过探索作用于DNA和RNA的表观遗传疗法的潜力来证明其发现的临床用途。
参考文献
Fine-tuning of gene expression through the Mettl3-Mettl14-Dnmt1 axis controls ESC differentiation