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学术前沿 ∣ “垃圾”DNA的表观改变或可促进肿瘤发生

2017-04-07 来源:基准医疗

导读:《Cell Reports》最近发表的一项研究中,来自麻省大学(UMASS)医学院Jeanne Lawrence教授团队报道称,基因间的某些短的DNA重复序列,或称“垃圾DNA”,在肿瘤的发展中起着重要的作用。


人类卫星II序列(Human satellite II,HSAT-II)是一种高度拷贝的人类基因组序列,其也被认为是垃圾DNA(junk DNA)。正常细胞中,HSAT-II处于甲基化状态,属于休眠期,而在大约50%的肿瘤中其都处于“错误”状态。



基于这个原因,研究人员对HSAT-II进行广泛的研究发现,其异常低甲基化状态,导致HSAT-II高表达并聚集大量的RNA,形成一个分子海绵状的大核体,影响其他基因的正常功能。研究者发现,当被去甲基化后,HSAT-II的DNA就会募集胞质分裂调节蛋白,最终会产生癌症相关核小体结构,这些蛋白能够帮助控制一系列其它基因的表达,而这些基因主要负责细胞的分化以及参与癌症的发生。


在癌症生物学中,基因组不稳定是重点,但不仅仅是DNA序列的变化,调控也很重要。研究结果表明表观基因组可能在癌症形成中发挥重要作用。


DNA甲基化是一种表观(epigenetic)修饰,它在不改变DNA序列的情况下,对个体的生长、发育、基因表达模式以及基因组的稳定性起到重要的调控作用,并且这种修饰在发育和细胞增殖的过程中是可以稳定传递的。


DNA甲基化在肿瘤中的作用主要表现在以下几个方面:

1、甲基化胞嘧啶以较高的频率脱氨基变成胸腺嘧啶,造成基因突变;

2、抑癌基因和DNA修复基因由于超甲基化而沉默;

3、癌基因甲基化水平降低而活化;

4、基因序列甲基化水平降低导致染色体稳定性下降。

研究提示,DNA总体甲基化水平(即甲基化谱)改变或可作为肿瘤诊断指标,通过DNA总体甲基化位点的研究,或可在非基因区域找到肿瘤特异性的分子标记,辅助肿瘤临床诊疗。


参考文献

Lisa L. Hall, Meg Byron, Dawn M. Carone, et al. Demethylated HSATII DNA and HSATII RNA Foci Sequester PRC1 and MeCP2 into Cancer-Specific Nuclear Bodies. Cell Reports (2017). DOI: 10.1016/j.celrep.2017.02.072.

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