中科院朱冰團隊發(fā)現(xiàn)表觀遺傳系統(tǒng)選擇性保護常染色質(zhì)區(qū)

在細胞增殖期間，DNA經(jīng)復(fù)制后將遺傳物質(zhì)傳給子細胞。DNA復(fù)制錯誤，如果未經(jīng)修復(fù)的話，能夠?qū)е禄蛲蛔?。對單個有機體而言，一些DNA突變可能導(dǎo)致疾病，甚至是致命性的疾病。可靠的DNA修復(fù)系統(tǒng)存在于細胞中以便確保地校正復(fù)制錯誤，因而保護著基因保真度。然而，一小部分復(fù)制錯誤逃避DNA修復(fù)，成為進化的一個重要基礎(chǔ)。表觀遺傳學(xué)研究可遺傳的并不是由于DNA序列發(fā)生變化而產(chǎn)生的表型變化。事實上，細胞內(nèi)的表觀遺傳系統(tǒng)也能夠直接影響DNA序列。

在一項新的研究中，中國科學(xué)院生物物理研究所朱冰團隊利用一種實驗性進化方法，分析了粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的野生型菌株和存在錯配修復(fù)缺陷的突變型菌株中的突變率，其中粟酒裂殖酵母已進化了大約2000代。

他們發(fā)現(xiàn)在野生型粟酒裂殖酵母株中，異染色質(zhì)區(qū)中的突變率要高于常染色質(zhì)區(qū)（euchromatin），但是這種不一致性在存在錯配修復(fù)缺陷的粟酒裂殖酵母株中減弱了。這表明細胞內(nèi)的錯配修復(fù)機制偏好地保護常染色質(zhì)區(qū)中的基因保真度。

進一步的分析表明這種選擇性是由不同染色質(zhì)區(qū)中的染色質(zhì)可接近性差異所決定的。他們也發(fā)現(xiàn)在存在錯配修復(fù)缺陷的粟酒裂殖酵母和人結(jié)直腸癌樣品中，突變率與染色質(zhì)可接近性呈正相關(guān)。而且這種正相關(guān)在存在功能性錯配修復(fù)機制的粟酒裂殖酵母和人結(jié)直腸癌樣品中并沒有觀察到。

這項研究提供直接的證據(jù)證實表觀遺傳系統(tǒng)影響著基因保真度。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2016年8月19日那期Journal of Biological Chemistry期刊上，論文標題為“Preferential Protection of Genetic Fidelity within Open Chromatin by the Mismatch Repair Machinery”。