Genome Biology：5-fC的功能初探

　　

生物通报道 英国的一个研究小组对与5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC）和5-甲酰基胞嘧啶（5-fC）的结合蛋白进行了筛查，发现这些蛋白能调控转录和染色质，从而为5-fC的功能研究打下基础。这项研究成果于10月24日在线发表于《Genome Biology》杂志上。

DNA甲基化在基因组功能的表观遗传调控上发挥重要作用。在5-mC之后，人们陆续发现TET羟化酶能将5-mC氧化成羟甲基胞嘧啶（5-hmC）、甲酰基胞嘧啶（5-fC）和羧基胞嘧啶（5-caC）。这些衍生物在DNA的去甲基化中起作用，同时也有自己的表观遗传信号功能。

为了了解这些衍生物的功能作用，英国的一组研究人员以启动子序列为诱饵，利用小鼠胚胎干细胞提取物中的DNA来比较未修饰或修饰胞嘧啶的蛋白结合模式。领导这一项研究的是英国Babraham研究所的Wolf Reik教授。

研究人员对C、5-mC、5-hmC和5-fC的结合蛋白进行了蛋白质组筛查。他们根据Pax6和Fgf15基因的启动子区域设计出PCR探针，并将其与来自mESC的核蛋白提取物共同孵育。与探针结合的蛋白被洗涤并洗脱，再利用质谱鉴定。

他们发现，一些富集的蛋白表现出对胞嘧啶修饰的特异性，而另一些对修饰和目标序列都有选择性。只有少数蛋白偏爱5-hmC，如RPL26、PRP8和DNA错配修复蛋白MHS6，但偏爱5-fC的蛋白要多得多，包括转录调节因子（FOXK1、FOXK2、FOXP1、FOXP4和FOXI3）、DNA修复因子（TDG和MPG）以及染色质调控因子（EHMT1、L3MBTL2和NuRD复合物的所有组分）。

5-fC主要出现在早期胚胎、胚胎干细胞、大脑皮层以及小鼠的主要器官（如脾脏、胰腺和肝脏）中。ESC中5-fC的分布取决于TDG，且最近的研究表明它与转录调控存在关联。

此次筛查鉴定出与5-fC结合的蛋白，其功能主要在转录和染色质调控，特别是涉及叉头框转录调节因子和NuRD复合物。这表明5-fC可能既作为去甲基化的中间体，本身也是表观遗传信号，从而为5-fC的功能研究打下基础。（生物通 薄荷）

原文检索

A screen for hydroxymethylcytosine and formylcytosine binding proteins suggests functions in transcription and chromatin regulation

Genome Biology 2013, 14:R119 doi:10.1186/gb-2013-14-10-r119