中科院朱冰團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)表觀遺傳系統(tǒng)選擇性保護(hù)常染色質(zhì)區(qū)

在細(xì)胞增殖期間，DNA經(jīng)復(fù)制后將遺傳物質(zhì)傳給子細(xì)胞。DNA復(fù)制錯(cuò)誤，如果未經(jīng)修復(fù)的話，能夠?qū)е禄蛲蛔?。對單個(gè)有機(jī)體而言，一些DNA突變可能導(dǎo)致疾病，甚至是致命性的疾病?？煽康腄NA修復(fù)系統(tǒng)存在于細(xì)胞中以便確保地校正復(fù)制錯(cuò)誤，因而保護(hù)著基因保真度。然而，一小部分復(fù)制錯(cuò)誤逃避DNA修復(fù)，成為進(jìn)化的一個(gè)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(shí)上，細(xì)胞內(nèi)的表觀遺傳系統(tǒng)也能夠直接影響DNA序列。

在一項(xiàng)新的研究中，中國科學(xué)院生物物理研究所朱冰團(tuán)隊(duì)利用一種實(shí)驗(yàn)性進(jìn)化方法，分析了粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）的野生型菌株和存在錯(cuò)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(jìn)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(cuò)配修復(fù)缺陷的粟酒裂殖酵母株中減弱了。這表明細(xì)胞內(nèi)的錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制偏好地保護(hù)常染色質(zhì)區(qū)中的基因保真度。

進(jìn)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(cuò)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(cuò)配修復(fù)機(jī)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(xiàng)研究提供直接的證據(jù)證實(shí)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(biāo)題為“Preferential Protection of Genetic Fidelity within Open Chromatin by the Mismatch Repair Machinery”。