Science |  缺氧改变基因表达新机制

来源：BioArt

细胞对缺氧的反应是许多人类疾病的一个促成因素。之前对缺氧改变基因表达方式的研究主要集中在氧传感酶对一类被称为缺氧诱导因子的转录因子活性的调节方式上。

近日，来自美国哈佛大学医学院、丹娜法伯癌症研究所、布里格姆妇女医院的William G. Kaelin Jr.课题组和芬兰奥卢大学的Peppi Koivunen课题组合作在 Science杂志以Research Report形式在线发表了题为Histone demethylase KDM6A directly senses oxygen to control chromatin and cell fat 的最新研究成果，缺氧还可以通过影响染色质调节分子来直接影响基因表达。某些组蛋白去甲基化酶，如KDM6A和KDM5A，是氧的直接传感器。在细胞培养模型中，缺氧会降低这些氧传感酶的活性并引起控制细胞命运的一些基因的表达发生改变。

哺乳动物细胞表达多种氧依赖性酶——2-氧代戊二酸（OG）依赖性双加氧酶（2-OGDDs），但它们对氧气亲和力不同，因此它们感知氧气的能力也不同。2-OGDD依赖的组蛋白去甲基化酶控制组蛋白甲基化水平。缺氧会增加组蛋白甲基化，但这是否是因为直接影响组蛋白去甲基化酶还是因为间接影响由缺氧诱导因子调控的转录因子抑或是通过间接影响2-OG拮抗剂2-羟基戊二酸（2-HG）来发挥作用，目前尚不清楚。

这项研究发现H3K27组蛋白去甲基化酶KDM6A / UTX对氧敏感，而不是它的同源物KDM6B。像缺氧一样，KDM6A的缺失会阻止H3K27去甲基化，并且阻断细胞分化。恢复缺氧细胞的H3K27甲基化水平可以逆转这些影响。因此，氧气可以直接影响染色质调节分子来控制细胞命运。

原文链接：

http://science.sciencemag.org/content/363/6432/1217

制版人：半夏

参考文献

1. W. G. Kaelin Jr., Nat. Rev. Cancer 8, 865–873 (2008).

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