免疫疾病背后的表觀(guān)遺傳學(xué)

近幾十年，過(guò)敏、糖尿病和其他免疫疾病顯著(zhù)增多。在這一趨勢中，環(huán)境起到的作用可能比基因更大。因此，研究團隊開(kāi)始在常見(jiàn)免疫疾病中尋找潛在的非遺傳學(xué)因素。表觀(guān)遺傳學(xué)修飾吸引了他們的注意。

表觀(guān)遺傳學(xué)修飾可以在不改變DNA序列的情況下調控基因的活性，而且這種修飾會(huì )受到環(huán)境因素的影響。5-甲基胞嘧啶（5mC）是哺乳動(dòng)物基因組zui常見(jiàn)的一種表觀(guān)遺傳學(xué)修飾，廣泛參與了細胞對基因表達的控制，在細胞生長(cháng)、細胞分化、細胞增殖和疾病狀態(tài)中起到了關(guān)鍵性作用。

TET家族的雙加氧酶能夠將5mC逐步氧化成5-羥甲基胞嘧啶（5hmC）、5-甲?；奏ぃ?fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC）。研究人員發(fā)現，人類(lèi)CD4+ T細胞的分化過(guò)程中存在廣泛的5hmC重塑。在患者樣本中也很容易檢測到5hmC的存在。研究顯示，與常見(jiàn)免疫疾病有關(guān)的許多DNA區域富含5hmC。

這項研究指出，5hmC介導的DNA去甲基化對人類(lèi)CD4+ T細胞很關(guān)鍵，在基因表達和細胞分化中起到了重要的作用。5hmC將基因與環(huán)境關(guān)聯(lián)起來(lái)，二者共同起作用引發(fā)人類(lèi)疾病。研究人員認為，5hmC在疾病診斷和個(gè)性化醫療中有著(zhù)廣闊的應用前景。

在哺乳動(dòng)物的早期胚胎發(fā)育階段，基因組DNA會(huì )發(fā)生大規模的主動(dòng)去甲基化。但去甲基化的分子機制一直是表觀(guān)遺傳領(lǐng)域的一大謎題。研究團隊為人們揭示了全基因組范圍上的DNA去甲基化動(dòng)態(tài)。

5mC由DNA甲基轉移酶催化產(chǎn)生，廣泛參與了細胞對基因表達的調控。不過(guò)，活性啟動(dòng)子和增強子上基本沒(méi)有這種表觀(guān)遺傳學(xué)修飾。何川教授與加州大學(xué)的任兵（Bing Ren）教授合作，揭示了甲基化和去甲基化對增強子活性的調節。研究顯示，這一機制決定了細胞分化過(guò)程中的轉錄組重編程。去年二月，NEB公司的研究團隊開(kāi)發(fā)了一種低成本的酶學(xué)分析方法，能夠獲得單堿基分辨率的5hmC和5fC全基因組圖譜