免疫疾病背后的表觀遺傳學

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

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

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

這項研究指出，5hmC介導的DNA去甲基化對人類CD4+ T細胞很關鍵，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)境關聯(lián)起來，二者共同起作用引發(fā)人類疾病。研究人員認為，5hmC在疾病診斷和個性化醫(yī)療中有著廣闊的應用前景。

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

5mC由DNA甲基轉(zhuǎn)移酶催化產(chǎn)生，廣泛參與了細胞對基因表達的調(diào)控。不過，活性啟動子和增強子上基本沒有這種表觀遺傳學修飾。何川教授與加州大學的任兵（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(diào)節(jié)。研究顯示，這一機制決定了細胞分化過程中的轉(zhuǎn)錄組重編程。去年二月，NEB公司的研究團隊開發(fā)了一種低成本的酶學分析方法，能夠獲得單堿基分辨率的5hmC和5fC全基因組圖譜