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Science:在低氧条件下,染色质会快速地发生变化

来源:本站原创 2019-03-31 18:35

2019年3月31日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自英国利物浦大学和邓迪大学的研究人员针对细胞如何应对缺氧提出了新见解。他们发现作为DNA和蛋白的复合物,染色质在低氧条件下快速地发生变化。相关研究结果发表在2019年3月15日的Science期刊上,论文标题为“Hypoxia induces rapid changes to histone methylation and reprograms chromatin”。论文通讯作者为利物浦大学的Sonia Rocha教授。
图片来自CC0 Public Domain。

氧气对人类生命至关重要。重要的是,在从中风到癌症的各种人类疾病中都观察到缺氧。

Rocha说,“了解细胞如何感知和应对低氧是预防损伤和改善患者预后的关键。此外,这还解决了生物学中关于如何在细胞中利用氧气的基本问题。”

这些研究人员想要改进这种理解,特别是着重识别细胞在面临缺氧时最快启动的过程。

以前的研究主要集中在“缺氧诱导因子(HIF)”的激活上,HIF是对可用氧的减少作出反应的转录因子,并能够激活数百个基因。但是,众所周知,这些反应需要几个小时才能发起。

为了研究更快启动的过程,这些研究人员在人细胞中寻找了短期缺氧后发生的特定分子变化。他们发现染色质在低氧条件下快速地发生变化,而且这些变化是细胞在数小时后对低氧作出反应所必需的。他们接着发现染色质发生变化的机制是通过抑制一类需要氧气来激活的酶(比如KDM5A)实现的。这些完全出乎意料的发现首次表明在对氧气降低作出反应时,染色质的变化先于基因表达的激活。

Rocha教授补充道,“这些酶存在于各种有机体中,并且在进化方面要先于HIF,这提示着这是一种用于感知和应对氧气可用性变化的古老机制。它还表明靶向这些氧气依赖性酶可能是一种在未来开发药物疗法的有效途径。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Michael Batie et al. Hypoxia induces rapid changes to histone methylation and reprograms chromatin. Science, 2019, doi:10.1126/science.aau5870.

Paolo Gallipoli et al. Histone modifiers are oxygen sensors. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw8373.
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