Nature：表观遗传与基因调控的新发现

最近在《Nature》杂志发表的一篇研究中，瑞士Friedrich Miescher生物医学研究所（FMI）的Dirk Schübeler和他的研究小组，描述了转录因子和DNA表观遗传修饰之间的相互作用，会对基因调控有何影响。科学家发现，转录因子可以通过DNA甲基化模式的改变而间接合作：通过去除甲基原子团，一些转录因子为周围区域结合其他转录因子而做好准备。因此，本研究更进一步阐明了甲基原子团在基因调控中发挥的复杂作用。延伸阅读：美国女院士表观遗传学新成果。
一个细胞中的基因被读取的过程，是高度复杂的。转录因子结合DNA上特定的基序——具有明确定义的碱基序列的结合位点。因此，它们决定着细胞中的哪些基因是活跃的，哪些基因不是活跃的。有趣的是，虽然大量的这些基序发生在我们的基因组中，但只有一小部分被识别和结合。因此，一个基序是否结合一个转录因子，不仅取决于特定的序列，而且也取决于它的可访问性。
在《Nature》发表的这项研究中，Dirk Schübeler和他在FMI的研究小组现在已经证明，某些转录因子只能结合未甲基化的结合位点。在他们的研究中，Silvia Domcke和Anaïs Bardet（两位第一作者）将干细胞中的DNA上的所有甲基去除，然后再次确定转录因子结合所发生的位置。Domcke说：“我们发现，在缺乏DNA甲基化时，某些敏感的转录因子，如NRF1，占据了许多其他的结合位点，从而导致转录增加。由于表观遗传学标记，这些结合位点以前没有被访问。“如果这些位点后来被重现甲基化，转录因子就被取代，这些基因就不再被读取出来。
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然而，科学家们还发现，一些转录因子对甲基化不敏感：这些因子可以结合甲基化DNA，甚至引发其去甲基化，从而为敏感因子做好准备。在这项研究中，以NRF1的例子说明，它是一个敏感的因子，依赖于其他因子从其结合位点去除甲基化。Bardet解释说：“我们认为，在 NRF1基序周围，其他蛋白质是活跃的，与甲基化无关，并引发甲基原子团的去除。这为NRF1奠定了基础，从而限制和定义了它的活动。”
在更广泛的背景下，Schübeler评论说：“根据我们在活体细胞中的实验，我们发现，不同的转录因子之间有分层结构，是通过甲基化模式介导的。有一些转录因子不能与甲基化DNA结合。这意味着它们是依赖于其他转录因子，决定着它们的基序是否被甲基化。