生物谷報道:來自海德堡德國癌癥研究中心(German Cancer Research Center,,DKFZ)分子胚胎學部,,以及清華大學生物科學與技術學院的研究人員鎖定活性DNA去甲基化分子機理研究,發(fā)現(xiàn)一種稱為生長停滯與DNA損傷誘導蛋白45a(growth arrest and DNA-damage-inducible protein 45 alpha,,Gadd45a)的蛋白在活性DNA去甲基化(active DNA demethylation)過程中的關鍵作用,,是表觀遺傳學DNA甲基化研究的一大突破,。這一研究成果公布在《Nature》雜志網(wǎng)絡版上。
參予這一研究的中方人員是清華大學生物科學與技術學院的吳維(Wei Wu,,音譯)博士,。
原文檢索:
Nature advance online publication 31 January 2007 |
doi:10.1038/nature05515; Received 9 October 2006; Accepted 4 December 2006
Gadd45a promotes epigenetic gene activation by repair-mediated DNA demethylation
[Abstract]
DNA甲基化是一種在植物和許多動物不同組織中轉(zhuǎn)錄基因沉默的穩(wěn)定表觀遺傳標記,它是由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyl-transferase, Dnmt)催化S-腺苷甲硫氨酸作為甲基供體,,將胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?-甲基胞嘧啶(mC)的一種反應,,在真核生物DNA中,5-甲基胞嘧啶是唯一存在的化學性修飾堿基,。DNA甲基化在維持正常細胞功能,、遺傳印記、胚胎發(fā)育以及人類腫瘤發(fā)生中起著重要作用,,是目前新的研究熱點之一,。
目前雖然DNA甲基化轉(zhuǎn)甲基酶機制研究的比較清楚,但是DNA去甲基化的功能和機制仍然屬于生物學倍受爭議的研究領域,。之前來自加州大學的華人科學家朱健康教授等人發(fā)現(xiàn)ROS1是一種對于擬南芥DNA去甲基化重要的5-methylcytosine DNA 糖基酶,,是植物去甲基化研究的重要成果(詳細見著名華人教授解析甲基化倍受爭議問題)。
在這篇文章中,,Guillermo Barreto等人發(fā)現(xiàn)Gadd45a(一種功能為維持基因組穩(wěn)定性,,DNA修復以及細胞生長抑制作用的細胞核內(nèi)蛋白)在活性DNA去甲基化過程中扮演著關鍵的角色。研究人員證明Gadd45a的過量表達會激活甲基化沉默報告質(zhì)粒(methylation-silenced reporter plasmid),,并且促使全部的DNA去甲基化,。進一步研究發(fā)現(xiàn)Gadd45a的敲除會導致基因表達沉默,和DNA的高度甲基化,。
在非洲爪蟾卵母細胞oct4活性去甲基化研究中,,研究人員還發(fā)現(xiàn)Gadd45a會被特異性的集中在去甲基化位點,同時DNA修復會導致去甲基化活躍,,而Gadd45a會與DNA修復核酸內(nèi)切酶XPG相互作用,,并且后者也是前者作用的必需條件。
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這些研究成果都說明Gadd45a在DNA去甲基化方面起到了重要作用,,而這種作用是通過促進DNA修復,,去除甲基化標記,從而減少表觀遺傳基因的沉默,。
(生物谷:張迪)
附:
清華大學生物系概況
清華大學生物系創(chuàng)立于1926年,,是我國近代較早開展生物學教育和科學研究基地之一,曾為我國培養(yǎng)了一大批知名的生物學家,,中國科學院生物學部的院士中有30余位曾就讀于清華大學或在清華大學工作過,。1952年全國高等院校院系調(diào)整時清華大學生物學并入其它院校,致使清華大學的生命科學研究與教學一度中斷,。1984年恢復建系,,并更名為生物科學與技術系,,簡稱生物系。
二十年來,,依托清華大學的理工優(yōu)勢,,生物系廣聘海內(nèi)外優(yōu)秀人才,抓住機遇,,快速發(fā)展,,已成為我國生物科學與技術領域具有鮮明特色的重要教學基地和科學研究基地之一。
生物科學與技術系現(xiàn)設有生物學一級學科和海洋生物學二級學科,。目前的主要研究方向包括:膜分子生物學,、分子生物物理學、結構生物學,、蛋白質(zhì)組學,、分子酶學、分子免疫學,、分子細胞生物學,、發(fā)育生物學、神經(jīng)生物學,、微藻生物學,、海洋生物學、生物信息與系統(tǒng)生物學,、蛋白質(zhì)藥物,、生物芯片、微生物學與發(fā)酵工程,、植物分子生物學與基因工程,、生物醫(yī)用材料與組織工程、中藥現(xiàn)代化與生物制劑等,。
科研教學機構有生物物理與結構生物學研究所、生物化學與分子生物學研究所,、細胞與發(fā)育生物學研究所,、生物技術研究所、海洋生物技術研究所,、分子細胞生物學中心,、中藥研究室和生物學實驗教學中心。合作研究機構有生物膜與膜生物工程國家重點實驗室,、蛋白質(zhì)科學教育部重點實驗室,、生物信息學教育部重點實驗室、生物芯片北京國家工程研究中心,、清華大學藥物研究所,、清華大學生物信息與系統(tǒng)生物學研究所,、清華大學-隆力奇生物科技研究所。
生物科學與技術系一直重視學科建設,、師資隊伍建設與人才培養(yǎng)工作,。生物物理學科是教育部所屬高校中最早批準的生物物理領域中的重點學科,具有博士學位授予權,;1998年生物化學與分子生物學學科被批準為博士點,;同年獲準設立生物學博士后流動站;2000 年獲得生物學一級學科博士學位授予權,,2001年生物物理學和生物化學與分子生物學學科被評為國家重點學科,;2005年獲得海洋生物學二級學科博士點。作為全國理科(生物學)基礎科學研究與人才培養(yǎng)優(yōu)秀基地和教育部生命科學與技術人才培養(yǎng)基地,,生物科學與技術系連續(xù)被評為雙優(yōu)基地,,同時,生物系實驗教學中心被正式評為首批國家實驗教學示范中心,。
全系現(xiàn)有教師44人,,其中教授30人(博士生導師27人),副教授11人,,具有博士學位者占77%,,3/4為50歲以下中青年教師;雙聘教授11人,,副教授5人,。師資隊伍中有中國科學院院士2人,教育部長江學者特聘教授9人,、長江講座教授1人,,國家教學名師獎獲得者1人,香港求是杰出青年獎得主3人,,國家杰出青年基金獲得者14人,,教育部跨世紀人才4人,清華大學百人計劃10人,,國家“973”項目首席科學家3人,,全國一級學會理事長2人。在校本科生647人,,在讀博士生264名,、碩士生171名,在站博士后研究人員19人,。
生物系為加強科研平臺建設,,先后購置、更新了一批先進的科學儀器設備,,包括500MHz核磁共振波譜儀,、透射式電子顯微鏡,、生物大分子晶體X-射線衍射系統(tǒng)、熒光光譜儀,、動態(tài)光漫散射儀,、圓二色光譜儀、差熱掃描分析儀,、DNA合成儀,、DNA掃描儀、同位素熒光分析儀,、凝膠成像系統(tǒng),、流式細胞儀、二維電泳系統(tǒng),、系列SGI工作站,、高速、超高速系列離心機及成套高壓液相色譜系統(tǒng)等,,儀器設備總數(shù)3800臺,,設備總值8700萬元,其中10萬元以上大型設備近135臺(套),,大型設備總值超過5000萬元,。