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近日，《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）在線發(fā)表了中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院鄭輝課題組的研究成果“Lysine-specific histone demethylase 1 inhibition promotes reprogramming by facilitating the expression of exogenous transcriptional factors and metabolic switch”，該研究成果揭示了組蛋白賴氨酸殘基去甲基化酶LSD1在體細(xì)胞重編程過程中對細(xì)胞代謝和轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)的調(diào)控機(jī)制。
表觀遺傳是指在細(xì)胞分裂過程中不通過改變DNA序列而發(fā)生的可遺傳的基因表達(dá)改變過程，而在細(xì)胞重編程過程中，細(xì)胞內(nèi)的表觀遺傳信息發(fā)生了變化，特別是組蛋白甲基化狀態(tài)發(fā)生了巨大的改變。LSD1作為表觀遺傳修飾酶的一員，能夠特異性地修飾組蛋白的賴氨酸殘基H3K4和H3K9甲基化狀態(tài)，但其在重編程過程中的機(jī)制研究的報(bào)道還較少。
鄭輝研究組利用MEFs、pre-iPSCs細(xì)胞作為研究模型，系統(tǒng)地描繪重編程過程中LSD1對外源性轉(zhuǎn)錄因子基因表達(dá)以及其對重編程過程中代謝方式轉(zhuǎn)變的影響。研究發(fā)現(xiàn)在體細(xì)胞重編程過程中，抑制LSD1的活性能夠提高細(xì)胞重編程效率，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制LSD1的活性能夠阻止外源性轉(zhuǎn)錄因子基因上游區(qū)域的H3K4的去甲基化，從而提高外源性轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，同時(shí)也能夠通過影響Hif1α及其下游基因的表達(dá)，從而加快重編程過程中代謝方式的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而提高重編程效率。zui后，在pre-iPS細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞的過程中，抑制LSD1活性也能夠通過改變其代謝方式，從而顯著提高pre-iPS細(xì)胞的轉(zhuǎn)換效率。
該研究成果主要由鄭輝課題組與來自北京林業(yè)大學(xué)的郭允倩共同合作完成。相關(guān)成果得到國家自然科學(xué)基金委、中科院、廣東省、廣州市科技項(xiàng)目的資助。
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