生活里的创意|【科技前沿】专家点评：Andrew Z. Xiao/李海涛合作发现DNA 6mA润饰影响染色质结构…( 二 )

2020-07-18

本文插图

图2
专家点评
何川（芝加哥大学教授）
DNA 6mA润饰在细菌界非常普遍，也存在于低等真核生物中，并已证实会影响转录。近年来， 6mA被报道存在于哺乳动物基因组DNA中并具有潜伏的功能。然而，因为它在细胞内的低丰度以及实验试剂中极易带来的细菌DNA污染，目前关于gDNA中6mA是否存在正布满争议。我一直相信，正如我们以前在有关该主题的评论【8】中所写：
i）5mC是哺乳动物gDNA中占主导地位的DNA甲基化，施展最主要的调节作用；
ii）6mA不太可能在哺乳动物gDNA上作为一种常见的表观遗传调控标记；
iii）6mA很有可能泛起在5mC缺失的区域或发育时期，也可能在特定的压力反应或刺激下存在。从进化上讲，自然界利用细菌和低等真核生物中现有的腺苷甲基化来增加基因调节的复杂度是公道的。
我们确实需要承认，因为对6mA的潜伏污染源缺乏了解，以及一些草率而且不负责任的研究， 6mA的研究受到了挫折。最近进行的哺乳动物gDNA中6mA的仔细分析，对于确定准确的研究路线非常重要。考虑到这些因素，已有研究显示出哺乳动物线粒体DNA中明显存在6mA【7】，我们和其他人未发表的结果表明，哺乳动物细胞gDNA的 6mA在压力前提下会增加。
现在， Andrew Z. Xiao和李海涛实验室及其合作者进行了一项非常精彩的研究，呈文了在gDNA的SIDD区（stress-induced DNA double helix destabilization）存在6mA 。作者显示出有力的证据支持在小鼠滋养细胞干细胞的这些区域中存在6mA 。他们进一步表明， SATB1是一种与SIDD相互作用的蛋白质，在有或没有6mA的情况下， SATB1结合DNA的能力表现出500倍的差异。因此，作者提出了在胚胎早期发育过程中6mA调控染色质结构的功能。与5mC不同， 6mA的存在使Watson-Crick碱基配对不不乱。 DNA重复元件处6mA的存在很可能是使dsDNA不不乱的机制。从dsDNA到ssDNA的转变或dsDNA和ssDNA之间的平衡也被以为是基因表达调控的一种方式。 6mA可能刚好适合此角色。
要提供充分令人信服的证据证实6mA的功能，仍旧存在很多挑战。最主要的挑战是两个：i）鉴定介导gDNA 6mA甲基化的甲基转移酶；ii）一种真正的定量测序方法，可以鉴定出6mA润饰的正确位点和丰度。 METTL4可以介导线粒体DNA（mtDNA）甲基化。 mtDNA和gDNA可能存在其他甲基转移酶。真实的定量方法将打开整个领域。
附何川教授的点评原文：
DNA 6mA modification is prevalent in bacterial world. It is also present in low eukaryotes and have been shown to impact transcription. Its presence and potential functional roles in mammalian genomic DNA have been reported in recent years. Because of its low abundance and contaminations from bacterial DNA inside cells as well as in reagents, the presence of 6mA in gDNA has been challenged. I have always believed as we wrote in reviews (https://www.nature.com/articles/nsmb.3412 ) on this subject previously:
i) 5mC is the predominate DNA methylation that exerts most dominant regulatory roles on mammalian gDNA;
ii) the presence of 6mA as a common regulatory mark on mammalian gDNA is less likely;
iii) it is very possible that 6mA is present in regions or at developmental stages 5mC is depleted or not present. 6mA may also be present during specific stress response or under stimulation.
Evolutionally, it makes sense that nature would take advantage of the existing adenosine methylation in bacteria and low eukaryotes for adding additional layers of regulation complexity.

推荐阅读

上一篇：综艺大集合|2020年高考志愿何时填报？19省份已经敲定时间，12省份还需再等等

下一篇：中央气象台|中央气象台：未来三天江淮江汉等地强降雨持续