TET双加氧酶家族在细胞分裂和谱系鉴定过程中维持稳定的局部DNA去甲基化。其中TET2是一个重要的DNA去甲基化酶，在细胞分裂和谱系分化过程中拥有稳定且保守的在基因组特定区域局部去DNA甲基化能力。在血液系统中，作为最常见的突变基因，TET2的功能尤其重要，TET2基因突变通常会导致其酶活性的丧失，从而破坏正常的DNA去甲基化过程。这种功能丧失可能会引起基因表达的异常，从而促进血液癌症，特别是白血病和骨髓增生异常综合症（MDS）的发生。5-羟甲基胞嘧啶（5hmC），作为TET酶反应的主要产物，以组织依赖性方式富集于特定的基因组区域，如增强子(enhancer)。然而，这种特异选择性的机制尚不清楚。
近日，德州农工大学的黄韵教授课题组，李佳教授课题组和周育斌教授课题组合作在Nature Cell Biology上发表了题为“ Perturbing TET2 condensation promotes aberrant genome-wide DNA methylation and curtails leukaemia cell growth” 的论文。该研究揭示了一种生物分子凝聚机制，在TET2催化域的低复杂度的插入结构域（low complexity insert, LCI）可以促进TET2与UTX和MLL4等表观遗传调节因子的生物共凝聚作用（co-condensation），介导DNA去甲基化所在的染色质特定区域的牢固结合，从全基因组层面塑造了DNA甲基化和去甲基化全图谱景观。确定了TET2在介导肿瘤细胞生长DNA去甲基化和基因转录过程的关键作用，并根据TET2的特性提供了潜在的临床治疗策略。
文章信息与样本技术方法
结果展示
（1）TET2通过LCI结构域产生液体状的冷凝体
TET2通过其LCI结构域进行液体状冷凝
（2）TET2在增强子区域与染色质结合产生共凝聚作用
TET2与增强子处的染色质调节蛋白共凝聚
由于TET2缺乏良好的chip质量抗体，研究采用了先前报道的DamID方法来检测TET2的定位。该方法发现了平均251,931个峰，与已公布的Flag-TET2 ChIP-seq数据吻合。同时，TET2- dam信号与公布的H3K27ac峰之间存在强正相关(R = 0.707)，提示TET2可能与H3K27ac36标记的增强子结合。
通过全基因组甲基化测序（WGBS），研究人员在表达TET2CDΔLCI的细胞和表达TET2CD的细胞之间鉴定了307,313个低差异甲基化区和924个超差异甲基化区。通过比较表达TET2CD或TET2CDΔLCI的mESCs与亲本Tet三敲除mESCs的DNA甲基化变化，分别在TET2CD组和TET2CDΔLCI组中鉴定出3,4154和112,336个低dmrs，表明三重敲除Tet的mESCs中整体DNA甲基化的显著降低。在这些低dmrs中，91%的TET2CD相关低dmrs与TET2CDΔLCI-related低dmrs重叠。然而，TET2CDΔLCI组中发现的72%的低dmrs与TET2CD组中发现的低dmrs不同。这些发现表明，除了TET2CD靶向区域外，TET2CDΔLCI在TET2CD调控区域外也产生了大量的DNA去甲基化。这一观察结果与从TET2CD组和TET2CDΔLCI组中识别的大坝信号一致。此外，与不表达TET2CDΔLCI的亲本细胞相比，这些新的TET2CDΔLCI特意结合区显示DNA甲基化显著降低。总的来说，这些结果表明LCI在限制TET2与特定基因组区域(如增强子)结合以选择性DNA去甲基化方面起着关键作用。TET2中LCI介导的凝聚缺失导致全基因组非特异性DNA去甲基化，这可能是由于缺乏特异性染色质结合。
LCI缩合控制TET2介导的精确DNA去甲基化
研究人员建立了一种基因修饰小鼠模型，内源性敲除了Tet2基因座上LCI区域。该小鼠模型在正常造血体系中影响较小，但在白血病发生中显示出抑制白血病细胞增殖的效果。与TET2功能丧失相关的致癌潜力不同，LCI的缺失通过扰乱内源性TET2凝聚，对白血病细胞的增殖具有抑制作用。
干扰内源性TET2凝聚抑制白血病细胞生长
总结
本研究揭示了TET2的液态凝聚特性在精确DNA去甲基化中的关键作用。研究发现，TET2通过其低复杂性插入（LCI）域与表观遗传调节因子（如UTX和MLL4）共同凝聚，促进了特定基因组区域的DNA去甲基化。扰动TET2的凝聚会导致全基因组的非特异性DNA去甲基化，抑制白血病细胞的增殖。此外，研究表明，TET2的凝聚机制可能为白血病的治疗提供新的干预靶点。
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