近日,NPG系列期刊ScientificReports在線(xiàn)發(fā)表了中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院鄭輝課題組的最新研究成果“Lysine-specifichistonedemethylase1inhibitionpromotesreprogrammingbyfacilitatingtheexpressionofexogenoustranscriptionalfactorsandmetabolicswitch”,該研究成果揭示了組蛋白賴(lài)氨酸殘基去甲基化酶LSD1在體細胞重編程過(guò)程中對細胞代謝和轉錄因子表達的調控機制。
表觀(guān)遺傳是指在細胞分裂過(guò)程中不通過(guò)改變DNA序列而發(fā)生的可遺傳的基因表達改變過(guò)程,而在細胞重編程過(guò)程中,細胞內的表觀(guān)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(guān)遺傳修飾酶的一員,能夠特異性的修飾組蛋白的賴(lài)氨酸殘基H3K4和H3K9甲基化狀態(tài),但其在重編程過(guò)程中的機制研究的報道還較少。
鄭輝研究組利用MEFs、pre-iPSCs細胞作為研究模型,系統地描繪重編程過(guò)程中LSD1對外源性轉錄因子基因表達以及其對重編程過(guò)程中代謝方式轉變的影響。研究發(fā)現在體細胞重編程過(guò)程中,抑制LSD1的活性能夠提高細胞重編程效率,進(jìn)一步研究發(fā)現,抑制LSD1的活性能夠阻止外源性轉錄因子基因上游區域的H3K4的去甲基化,從而提高外源性轉錄因子的表達,同時(shí)也能夠通過(guò)影響Hif1α及其下游基因的表達,從而加快重編程過(guò)程中代謝方式的轉變,進(jìn)而提高重編程效率。最后,在pre-iPS細胞轉化為iPS細胞的過(guò)程中,抑制LSD1活性也能夠通過(guò)改變其代謝方式,從而顯著(zhù)提高pre-iPS細胞的轉換效率。
該研究成果主要由鄭輝課題組工作人員、學(xué)生與來(lái)自北京林業(yè)大學(xué)的郭允倩博士共同合作完成。相關(guān)成果得到國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、廣東省、廣州市科技項目的資助。