Cell：新研究揭示细胞中H2A-H2B介导的表观遗传记忆机制
2023-02-21
_生物医药相关
在一项新的研究中，来自丹麦哥本哈根大学的研究人员发现了一种未知的机制，即细胞在分裂时如何“记住”自己的身份，即细胞所谓的表观遗传记忆。相关研究结果于2023年2月6日在线发表在Cell期刊上。
随着时间的流逝，我们变老了，许多细胞需要自我补充。它们通过分裂成新的细胞来做到这一点。但是当细胞继续分裂并制造新细胞时，它们会失去一些来自母细胞的信息。最后，它们可能失去了太多的原始信息，以至于基因组的结构恶化，这使得新细胞的工作能力下降。它们甚至可能做一些不应该做的事情，比如过度分裂而变成癌细胞。
由于细胞随着时间的推移会失去重要的信息，科学家们想了解细胞是如何复制它们的信息的。如果科学真地了解了这一点，我们就能让细胞比现在更好地自我保存，并能够减缓衰老，甚至可能对抗癌症。
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来源: 生物谷
在一项新的研究中，来自丹麦哥本哈根大学的研究人员发现了一种未知的机制，即细胞在分裂时如何“记住”自己的身份，即细胞所谓的表观遗传记忆。相关研究结果于2023年2月6日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Recycling of modified H2A-H2B provides short-term memory of chromatin states”。
论文通讯作者、哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Anja Groth教授说，“一旦我们完全理解这一机制，它可能有助于对抗癌症和衰老。这是一个惊人的复杂网络的一部分，该网络的作用是维持我们身体中每个细胞的功能。如果我们破坏这一机制，我们可以使细胞忘记它们的身份，这可能有助于将它们变成其他细胞类型，这在再生医学中是很有用的。”
Groth说，“既然我们发现了这个新的调节水平，下一步就是要详细了解它，并描述它的全部生理作用。因为在靶向或改变任何细胞过程之前，我们首先需要从分子上了解它是如何工作的。在这项新的研究中，我们正在为调节细胞复制表观遗传景观的方式铺上第一块砖。人们已在表观基因组编辑方面投入了巨大的努力，而且表观遗传年轻化是一个新兴的热门话题，我们的研究将为这些正在进行的发展提供支持。”
生命之书
用技术术语来说，这些作者发现的新机制被称为“H2A-H2B介导的表观遗传记忆”。为了理解该机制的作用，可以把我们的基因组想象成一本食谱书。这本书描述了细胞类型、器官和组织的所有食谱。正如最初描述的那样，每种细胞类型使用正确的信息组合，即食谱，这是非常重要的。因为如果它们积累了太多错误或不完整的信息，细胞可能会失去其功能和/或发生癌变。
回到菜谱书上。在这本书中，有一些彩色的书签，确保每个细胞使用前面提到的正确的配方组合，成为正确的细胞类型。这些书签是表观基因组的重要组成部分。
但是当细胞分裂时，要足够快地引入这些书签是一个挑战，这可能会破坏这些细胞的“身份”，导致衰老和癌症。为了应对这一挑战，细胞使用了另一种类型的书签---便利贴---作为一种快速跟踪系统保持这些书签的位置，并确保使用正确的食谱。
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来源: 生物谷
图片来自Cell, 2023, doi: 10.1016/j.cell.2023.01.007。
论文第一作者、哥本哈根大学博士后研究员Valentin Flury解释说，这种便利贴系统就是这些作者在这篇新论文中发现的内容。他说，“我们确定了这种便利贴系统的分子基础。从技术上讲，这种所确定的机制有助于在细胞分裂过程中维持细胞的表观遗传记忆。我们证实组蛋白H2A-H2B上的表观遗传信息在DNA复制过程中被局部准确地传递，随后有助于将正确的信息传递到组蛋白H3和H4上。”
参考资料：
Valentin Flury et al. Recycling of modified H2A-H2B provides short-term memory of chromatin states. Cell, 2023, doi: 10.1016/j.cell.2023.01.007.
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