David Allis为你讲述什么是表观遗传学

赛先生 · 公众号 · 科学 · 2016-11-30 06:56

正文

提到表观遗传学就不得不提到David Allis。1980年代以前，学术圈争议的焦点在于组蛋白是不是只是单纯的核小体和染色质的组装单位，他们的翻译后修饰是否在基因表达中起作用。20年前，David Allis实验室发现了第一个组蛋白乙酰转移酶Gcn5，Gcn5不仅能催化组蛋白乙酰化反应，其活性也在基因表达调控中起着重要作用，该发现在组蛋白修饰和基因表达调控之间建立了意义重大的联系。（摘自：【表观人】施扬：代谢和环境因素是表观领域的一个重要方向）

本文是David Allis教授在ibiology平台上一段90分钟的精彩讲座，为读者介绍表观遗传学的基本概念及其在发育和疾病中的作用。

Why your DNA isn't enough

在他的第一部视频中，Allis博士介绍了“表观遗传学”的基本概念：表观遗传是因染色质上的化学修饰改变基因表达进而影响细胞表型，而不是因为DNA序列的突变。细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上，包装形成染色质结构，而染色质包装的紧密程度决定了基因表达的活性。染色质可通过组蛋白的化学修饰调节来进行“开和关”两种状态的切换。发生在组蛋白上的化学修饰有很多种类型，比如乙酰化、甲基化等。Allis介绍了他和其他实验室共同发现的参与组蛋白修饰的酶，这些酶可以在组蛋白上进行化学基团的“添加”、“去除”以及“识别”，他分别称之为writer，eraser和reader。组蛋白修饰的异常可引起许多疾病，包括癌症。遗传突变和表观遗传修饰之间的关键区别是表观遗传的改变是可逆的，这使得它们成为有吸引力的药物靶标。

Epigenetics in disease

Allis博士的第二部分演讲重点讨论表观遗传学在发育和疾病中的作用。组蛋白的多个氨基酸位点可通过引入乙酰基或甲基来增强或抑制基因表达，其中赖氨酸上的修饰尤其重要。而组蛋白氨基酸的突变（例如赖氨酸突变成甲硫氨酸）可以阻断某些修饰，并因此影响基因表达。研究显示，在多种疾病中都发现了组蛋白修饰的异常，包括小儿脑肿瘤和胰腺神经内分泌肿瘤。这类“致癌组蛋白”突变的研究有助于相关药物的研发，从表观遗传学的角度帮助我们对抗疾病。

C. David Allis是Joy和Jack Fishman讲席教授，并在洛克菲勒大学担任染色质生物学和表观遗传学实验室主任。 Allis的实验室研究如何修改组蛋白，包装DNA的蛋白质，影响基因表达和这些变化对人类疾病的影响。

David Allis是美国国家科学院，美国艺术与科学院和法国科学院的成员。Daivd Allis在辛辛那提大学获得生物学学士学位，在印第安纳大学获得生物学博士学位，并在罗切斯特大学接受博士后训练。

本文经授权转载自微信公众号“23plus”

延伸阅读

① 你遗传给后代的比你想象的要多——表观遗传的祖辈“原罪”

② 我的“棒球”科学人生

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