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        了解關(guān)鍵酶在胚胎發(fā)育中的作用
        
			
        
				2019-05-25 11:33:35
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        根據(jù)發(fā)表在Genes&Development雜志上的一項(xiàng)西北醫(yī)學(xué)研究，ESC自我更新不需要一種叫做Set1A-a蛋白的酶的催化活性，這種酶對(duì)胚胎干細(xì)胞(胚胎干細(xì)胞)的活力至關(guān)重要。該研究結(jié)果為Set1A提供了重要的新見解，Set1A是COMPASS蛋白復(fù)合物的一個(gè)亞基，涉及發(fā)育障礙和某些癌癥。
        

        了解關(guān)鍵酶在胚胎發(fā)育中的作用
        

        “這讓實(shí)驗(yàn)室里的每個(gè)人都感到驚訝，”Feenberg的Driskill生命科學(xué)研究生課程的五年級(jí)博士生Christie Sze說道，也是這項(xiàng)研究的第一作者。“這是一個(gè)意想不到的發(fā)現(xiàn)：即使這種蛋白質(zhì)對(duì)胚胎干細(xì)胞絕對(duì)重要，但它的主要功能卻不是。”
        

        該研究還表明，在ESC分化過程中，催化功能是必要的，據(jù)資深作者Ali Shilatifard博士，Robert Francis Furchgott教授和生物化學(xué)與分子遺傳學(xué)主席說。
        

        Set1A是COMPASS人類酶系列的六個(gè)成員之一。這些蛋白質(zhì)最初由Shilatifard于2001年鑒定，通過它們?cè)诜Q為H3K4的組蛋白位置實(shí)施甲基化的作用，已被證明是基因表達(dá)的核心。
        

        Set1A似乎特別重要;與其他COMPASS成員不同，沒有Set1A的胚胎干細(xì)胞無法存活。此外，Set1A的功能障礙以前與發(fā)育障礙有關(guān)，例如精神分裂癥和某些癌癥。
        

        雖然很明顯酶本身在發(fā)育過程中至關(guān)重要，但這是否歸因于Set1A的主要甲基化酶活性尚不清楚。
        

        在目前的研究中，使用小鼠胚胎干細(xì)胞模型，Sze特異性地靶向Set1A的SET結(jié)構(gòu)域 - 蛋白質(zhì)的部分負(fù)責(zé)其催化活性- 使用基因編輯工具CRISPR。
        

        科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在刪除Set1A的功能域后 - 使酶無法實(shí)現(xiàn)甲基化 - 胚胎干細(xì)胞仍能存活，對(duì)增殖和自我更新沒有影響。
        

        在該研究的第二部分中，Sze在分化過程中研究了突變型ESC，并證明了Set1A的催化活性確實(shí)是正常ESC分化所必需的。
        

        “據(jù)說在胚胎干細(xì)胞中，Set1A的H3K4甲基化并不重要，但在分化方面卻是如此，”Shilatifard說，他也是兒科學(xué)教授，也是西北大學(xué)Robert H. Lurie綜合癌癥中心的成員。“這提出了一個(gè)問題：分化過程中組蛋白H3K4甲基化的特殊之處是什么?整個(gè)Set1A蛋白的功能與其催化功能無關(guān)?”
        

        展望未來，Shilatifard實(shí)驗(yàn)室將調(diào)查Set1A的其他方面，以揭示酶本身對(duì)胚胎干細(xì)胞至關(guān)重要，如果它不是它的催化功能。這些發(fā)現(xiàn)有助于促進(jìn)對(duì)癌癥發(fā)展的理解。
        

        “COMPASS家族在癌癥中高度突變。雖然這項(xiàng)研究來自發(fā)展方面，但為了了解癌癥，你需要了解蛋白質(zhì)的正常功能，”Sze說。“我們的實(shí)驗(yàn)室正在繼續(xù)越來越多地了解這些家庭成員，以及他們?nèi)绾卧诩膊≈邪l(fā)揮作用。”
        

        在另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)中，該研究的數(shù)據(jù)還表明，Set1A負(fù)責(zé)激活二價(jià)基因，這對(duì)于調(diào)節(jié)分化過程中的關(guān)鍵發(fā)育過程非常重要。該實(shí)驗(yàn)室之前曾證明，另一種稱為MLL2的COMPASS酶對(duì)于自我更新狀態(tài)下的這種激活很重要;目前的研究表明，在不同階段，兩種酶之間存在責(zé)任轉(zhuǎn)換。
        
			

			
          
        
			
        
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