Working to understand gene repression, Yang Shi (center), with Fei Lan (left), Yujiang Shi, and colleagues, discovered a new regulator of chromatin structure and gene activity, the first histone demethylase enzyme.

    研究人員發(fā)現(xiàn)一種在細(xì)胞調(diào)節(jié)基因開啟和關(guān)閉過程中起重要作用的酶。這種新型的酶能夠協(xié)助安排基因活動模式,，這種模式進而決定正常的細(xì)胞功能。這種調(diào)節(jié)過程的破壞會導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。這一發(fā)現(xiàn)公布在2004年12月16日的Cell的網(wǎng)絡(luò)版上，并將刊登在12月29日的印刷版上,。這種酶的發(fā)現(xiàn)將對基因調(diào)節(jié)領(lǐng)域的研究產(chǎn)生重大影響。

    數(shù)十年來，研究人員一直推測細(xì)胞中存在這種神秘的酶,，但卻未能證實?，F(xiàn)在Yang Shi的實驗室首次證明了它的存在,。發(fā)現(xiàn)的這種酶是一種組蛋白脫甲基酶,，它能將加在與DNA結(jié)合的組蛋白上的甲基移走并幫助調(diào)節(jié)基因的活動。

    先前人們認(rèn)為組蛋白的甲基化作用是穩(wěn)定而不可逆的,，但這種新酶的發(fā)現(xiàn)表明組蛋白甲基化作用使基因調(diào)節(jié)過程更具動態(tài)性,。Yin和Yang的這種觀點在生物學(xué)中具有普遍意義，而且研究結(jié)果表明組蛋白甲基化并不困難,。

    已經(jīng)知道一些組蛋白標(biāo)簽（尤其是乙基）很容易添加和移除,，這些標(biāo)簽幫助基因適時開啟和關(guān)閉。但是甲基的添加被認(rèn)為只能通過組蛋白的破壞或替代才能被逆轉(zhuǎn),。導(dǎo)致這種觀點的部分原因是一直沒能分離到一種脫甲基酶,。

    Shi實驗室在研究一種新基因抑制蛋白的功能時偶然發(fā)現(xiàn)這種脫甲基酶。當(dāng)時,，研究人員將純化的蛋白放入試管并決定將它放入甲基化的組蛋白中,。他發(fā)現(xiàn)這種蛋白酶能夠有效切下甲基并留下完整的、未修飾的組蛋白,。研究人員從沒有想到他們研究的這種蛋白質(zhì)竟然就是神秘的脫甲基酶,。

    這種酶并不能從組蛋白移走所有甲基，它只移走一種非常特殊的,、在組蛋白3(H3)的賴氨酸4(K4)上的甲基,。H3K4甲基化與轉(zhuǎn)錄有關(guān)，因此這個基團的移除與這種基因功能抑制相一致,。

    這個脫甲基酶的確定將促進其它同類脫甲基酶的不斷發(fā)現(xiàn),。這些發(fā)現(xiàn)將對生物學(xué)的每個部分產(chǎn)生影響。而且,，這種酶的發(fā)現(xiàn)也表明這個實驗室在基因調(diào)節(jié)研究領(lǐng)域已經(jīng)站在了上游,。