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Cell Reports:胚胎期基因沉默的缺失或致癌症发生

来源:生物谷 2012-10-09 18:59

2012年10月9日 讯 /生物谷BIOON/ --刊登在国际杂志Cell Reports上的一篇研究揭示了,在胚胎发育阶段的初期,某些基因会处于激活状态,当这些基因完成短期的激活任务后,就会永远处于关闭状态,并不像大部分基因那样可以在人的一生中保持激活状态。如今,洛桑联邦理工学院的研究者揭开了此种现象的神秘机制,相似的过程也会在人类生命晚期的某些时候发生,比如会在某些癌症中发生。

在这项研究中,研究者识别出了在这个过程中扮演重要角色的一系列蛋白质,其可以结合基因附近的DNA序列,从而使得原先的DNA序列被替换,这种现象被称为“甲基化”,一旦甲基化的标记出现,那么细胞及其就会快速识别并且使得基因处于沉默状态。

研究者Didier表示,这是一种非常精致的机制,某些基因仅仅是在胚胎发育的初期阶段需要,当机体发育不再需要该基因的表达时,其便会被立刻关闭。

这种基因沉默的机制可以在新胚胎以及生命晚期的某个时段发生。在许多癌细胞中,特定的基因也会被甲基化标记,从而使基因沉默。比如,控制细胞分裂的基因会被甲基化,那么其后果可想而知。在胚胎发育的过程中,某些基因会被沉默,而在某个阶段又会被再次激活,这就会导致产生肿瘤细胞。

目前研究者并不清楚为何在胚胎发育的初期数天后这个过程会停止,尽管许多激活的蛋白质仍然可以在细胞中进行表达,如果可以识别出细胞的生物钟是如何工作的,那么对于理解这种机制的发生以及如何引发癌症或许会提供新的思路。(生物谷Bioon.com)

编译自:In Cancer, an Embryonic Gene-Silencing Mechanism Gone Awry

The KRAB-ZFP/KAP1 System Contributes to the Early Embryonic Establishment of Site-Specific DNA Methylation Patterns Maintained during Development

Simon Quenneville, Priscilla Turelli, Karolina Bojkowska, Charlène Raclot, Sandra Offner, Adamandia Kapopoulou, Didier Trono

De novo DNA methylation is an essential aspect of the epigenetic reprogramming that takes place during early development, yet factors responsible for its instatement at particular genomic loci are poorly defined. Here, we demonstrate that the KRAB-ZFP-mediated recruitment of KAP1 to DNA in embryonic stem cells (ESCs) induces cytosine methylation. This process is preceded by H3K9 trimethylation, and genome-wide analyses reveal that it spreads over short distances from KAP1-binding sites so as to involve nearby CpG islands. In sharp contrast, in differentiated cells, KRAB/KAP1-induced heterochromatin formation does not lead to DNA methylation. Correspondingly, the methylation status of CpG islands in the adult mouse liver correlates with their proximity to KAP1-binding sites in ESCs, not in hepatocytes. Therefore, KRAB-ZFPs and their cofactor KAP1 are in part responsible for the establishment during early embryogenesis of site-specific DNA methylation patterns that are maintained through development.

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