PNAS发布表观遗传学研究新方法

　　

生物通报道：表观遗传学修饰是一种不改变DNA序列的重要调控机制。DNA上的表观遗传学标签控制着基因的开和关，可以决定细胞的命运。目前已知的DNA修饰都是人们偶然发现的。

MIT和佛罗里达大学的研究人员最近开发了一个探索未知DNA修饰的系统方法，并将其发表在二月二十九日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。“我们开发的技术平台可以发现新的核酸修饰，”MIT的Peter Dedon教授介绍道。

研究人员将生物分析化学、比较基因组学和长读取测序结合起来，在细菌中发现了一种新的DNA修饰。这种修饰可以帮助细菌抵御入侵者，保护自己的基因组。Dedon及其同事认为，细菌和病毒中应该还有多种不为人知的DNA修饰，它们有望成为抗生素的新靶标或者是基因工程的新工具。

辫苷（queuosine）和古嘌苷（archeosine）是微生物中的两种RNA修饰，它们来自共同的前体——preQ0。佛罗里达大学的Valérie de Crécy-Lagard教授此前鉴定了这些RNA修饰所需的基因。她通过比较基因组学发现，不少细菌的DNA可能也存在这样的修饰。研究人员通过质谱分析证实，这些细菌DNA的确携带类似preQ0的结构。他们将这种DNA修饰命名为dADG。

研究显示，这些细菌的dADG修饰是防御体系的一部分。入侵病毒的DNA不存在这种修饰，会被细菌生产的限制性内切酶降解掉。Dedon和de Crécy-Lagard正在其他细菌中探索dADG修饰的其他表观遗传学功能。

研究人员用单分子实时测序（SMRT）技术对dADG修饰进行了分析。SMRT测序在遇到DNA修饰的时候会产生一个信号，“正确调整软件就能获取这个信号，了解DNA修饰处于基因组的什么位置，”Dedon说。“这一技术能定位全基因组的DNA修饰。” 这项研究将SMRT测序、比较基因组学和生化分析结合起来，为人们提供了寻找和鉴定新DNA修饰的一条有效途径。

近年来，表观遗传学尤其是DNA甲基化引起了人们极大的研究热情。在芯片和二代测序技术的帮助下，研究者们通过检测基因组的表观遗传学状态，鉴定了大量值得深入研究的甲基化区域。 应该如何进一步研究或验证这些区域呢？对大量样本进行全基因组扫描显然是不现实的，这样做的成本太高。实际上，也没有必要为了部分区域去检测整个基因组DNA，本文介绍的工具就足以完成这样的任务。（更多详细信息参见：多种工具带你深入DNA甲基化）

N6-甲基腺嘌呤（N6-methyladenine，6mA）是一种广泛存在于原核生物的甲基化修饰碱基，主要在宿主防御系统中起作用。最近科学家们发现，6mA在真核生物中也比较普遍，而且承担着重要的生物学功能。哈佛大学的施扬教授和芝加哥大学的何川教授在权威期刊Nature Reviews Molecular Cell Biology上发表文章，回顾了真核生物6mA最近取得的研究进展。这篇文章为人们展示了在基因组中检测6mA的各种方法，比如特异性抗体和6mA敏感的限制性内切酶。此外，文章还介绍了介导6mA的DNA甲基转移酶和去甲基化酶。（更多详细信息参见：施扬、何川教授发表Nature综述：新表观遗传学标记）

人类一生可以说是一个不断做出选择的过程，比如决定是否节食、锻炼或者吸烟。这些选择会对我们的寿命产生或好或坏的影响，不过科学家们对其中的分子机制还知之甚少。爱丁堡大学的研究团队在Genome biology杂志上发表文章指出，生活方式和环境对甲基化图谱影响很大，甲基化模式实际上能够预测死亡。他们把甲基化模式当作衡量生理状态的表观遗传学时钟，由此判断个体的寿命长短。（更多详细信息参见：DNA甲基化决定你的寿命）

生物通编辑：叶予

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