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当代谢遇上表观遗传学

来源:上海沪峰生物科技有限公司
摘要:表观遗传学修饰在不改变DNA序列的情况下控制着基因的表达,包括染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化和microRNA通路。营养等环境因素会影响细胞代谢,而近日代谢与表观遗传学之间的关联开始浮出水面。在乙酰化中,细胞代谢物乙酰辅酶A(acetyl-CoA)和NAD+就是相应表观遗传学修饰酶的辅酶,能够调控基因表达。由此营养、能量......

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  许多类型的细胞能借由基因组重编程对环境产生差异性的应答。那么固定的DNA蓝本是如何灵活应对环境信号改变的呢?表观遗传学修饰在不改变DNA序列的情况下控制着基因的表达,包括染色质重塑、组蛋白修饰、DNA甲基化和microRNA通路。营养等环境因素会影响细胞代谢,而近日代谢与表观遗传学之间的关联开始浮出水面。本期Science杂志上发表了两项研究,Shimazu和Shyh-Chang等人的这两篇文章进一步加深了人们对上述关联的了解。

  

  乙酰化和甲基化都是发生在特定残基上的组蛋白翻译后修饰,涉及转录的激活与沉默、DNA修复和重组等。负责这类修饰的酶以代谢物作为乙酰或甲基基团的来源,这些代谢物的含量和定位决定了酶促反应的有效性和特异性。在乙酰化中,细胞代谢物乙酰辅酶A(acetyl-CoA)和NAD+就是相应表观遗传学修饰酶的辅酶,能够调控基因表达。例如,组蛋白乙酰转移酶(HAT)的乙酰化依赖于局部乙酰辅酶A的亚细胞浓度。

  

  组蛋白去乙酰化酶(HDAC)负责去乙酰化,其中III类HDAC在结构上与酵母的沉默信息调节因子2(Sir2)相似。哺乳动物HDAC中的sirtuin家族(酵母Sir2直系同源)有七个成员(SIRT1到SIRT7),这七个成员各有着独特的亚细胞定位。科学家们认为SIRT蛋白能够感知热量限制的有益生理作用,并涉及了线粒体能量代谢、炎症、衰老和肿瘤形成,不过其详细机制还有待进一步研究。研究显示,禁食阶段NAD+的细胞浓度高,提升了SIRT1的活力。而当能量过量时,NAD+很快转化为NADH,使其浓度迅速降低。由此营养、能量代谢和表观遗传学调控紧密联系了起来。

  

  随着荧光定量PCR技术的成熟和荧光定量PCR仪的普及,用传统的半定量方法检测目的基因表达量的升高或者降低,已经远远不能满足当前科研的需要,针对当前研究的热点基因,闪晶生物及时地从美国biosuper公司引进不同物种、不同基因的荧光定量PCR检测试剂盒。该试剂盒包含了目的基因和内参基因的引物、taqman探针(荧光探针)、反转录试剂、荧光定量PCR试剂、操作说明书等,用户只需将提好的RNA加入就可以进行荧光定量PCR实验,操作方便简单、适合多种荧光定量PCR仪,同时也避免了自己设计、合成引物探针的烦恼。目前主要是人、大鼠、小鼠的大部分基因,其它物种的基因需来电或来信咨询。

作者: 2013-1-22
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