【生命科学】《cell》首次发现一种基因调节因子——脱甲基酶
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研究人员发现一种在细胞调节基因开启和关闭过程中起重要作用的酶。这种新型的酶能够协助安排基因活动模式，这种模式进而决定正常的细胞功能。这种调节过程的破坏会导致癌症的发生。这一发现公布在2004年12月16日的Cell的网络版上，并将刊登在12月29日的印刷版上。这种酶的发现将对基因调节领域的研究产生重大影响。
数十年来，研究人员一直推测细胞中存在这种神秘的酶，但却未能证实。现在Yang Shi的实验室首次证明了它的存在。发现的这种酶是一种组蛋白脱甲基酶，它能将加在与DNA结合的组蛋白上的甲基移走并帮助调节基因的活动。
先前人们认为组蛋白的甲基化作用是稳定而不可逆的，但这种新酶的发现表明组蛋白甲基化作用使基因调节过程更具动态性。Yin和Yang的这种观点在生物学中具有普遍意义，而且研究结果表明组蛋白甲基化并不困难。
已经知道一些组蛋白标签（尤其是乙基）很容易添加和移除，这些标签帮助基因适时开启和关闭。但是甲基的添加被认为只能通过组蛋白的破坏或替代才能被逆转。导致这种观点的部分原因是一直没能分离到一种脱甲基酶。
Shi实验室在研究一种新基因抑制蛋白的功能时偶然发现这种脱甲基酶。当时，研究人员将纯化的蛋白放入试管并决定将它放入甲基化的组蛋白中。他发现这种蛋白酶能够有效切下甲基并留下完整的、未修饰的组蛋白。研究人员从没有想到他们研究的这种蛋白质竟然就是神秘的脱甲基酶。
这种酶并不能从组蛋白移走所有甲基，它只移走一种非常特殊的、在组蛋白3(H3)的赖氨酸4(K4)上的甲基。H3K4甲基化与转录有关，因此这个基团的移除与这种基因功能抑制相一致。
这个脱甲基酶的确定将促进其它同类脱甲基酶的不断发现。这些发现将对生物学的每个部分产生影响。而且，这种酶的发现也表明这个实验室在基因调节研究领域已经站在了上游。( http://www.ebiotrade.com/)
Cell, Vol 119, Issue 7, 16 December 2004
Histone Demethylation Mediated by the Nuclear Amine Oxidase Homolog LSD1
Yujiang Shi, Fei Lan, Caitlin Matson, Peter Mulligan, Johnathan R. Whetstine, Philip A. Cole, Robert A. Casero, and Yang Shi
Posttranslational modifications of histone N-terminal tails impact chromatin structure and gene transcription. While the extent of histone acetylation is determined by both acetyltransferases and deacetylases, it has been unclear whether histone methylation is also regulated by enzymes with opposing activities. Here, we provide evidence that LSD1 (KIAA0601), a nuclear homolog of amine oxidases, functions as a histone demethylase and transcriptional corepressor. LSD1 specifically demethylates histone H3 lysine 4, which is linked to active transcription. Lysine demethylation occurs via an oxidation reaction that generates formaldehyde. Importantly, RNAi inhibition of LSD1 causes an increase in H3 lysine 4 methylation and concomitant derepression of target genes, suggesting that LSD1 represses transcription via histone demethylation. The results thus identify a histone demethylase conserved from S.pombe to human and reveal dynamic regulation of histone methylation by both histone methylases and demethylases.
全文联接：
http://www.dxy.cn/bbs/user/download/2330221/%E5%8E%BB%E7%94%B2%E5%9F%BA%E9%85%B6.pdf
数十年来，研究人员一直推测细胞中存在这种神秘的酶，但却未能证实。现在Yang Shi的实验室首次证明了它的存在。发现的这种酶是一种组蛋白脱甲基酶，它能将加在与DNA结合的组蛋白上的甲基移走并帮助调节基因的活动。
先前人们认为组蛋白的甲基化作用是稳定而不可逆的，但这种新酶的发现表明组蛋白甲基化作用使基因调节过程更具动态性。Yin和Yang的这种观点在生物学中具有普遍意义，而且研究结果表明组蛋白甲基化并不困难。
已经知道一些组蛋白标签（尤其是乙基）很容易添加和移除，这些标签帮助基因适时开启和关闭。但是甲基的添加被认为只能通过组蛋白的破坏或替代才能被逆转。导致这种观点的部分原因是一直没能分离到一种脱甲基酶。
Shi实验室在研究一种新基因抑制蛋白的功能时偶然发现这种脱甲基酶。当时，研究人员将纯化的蛋白放入试管并决定将它放入甲基化的组蛋白中。他发现这种蛋白酶能够有效切下甲基并留下完整的、未修饰的组蛋白。研究人员从没有想到他们研究的这种蛋白质竟然就是神秘的脱甲基酶。
这种酶并不能从组蛋白移走所有甲基，它只移走一种非常特殊的、在组蛋白3(H3)的赖氨酸4(K4)上的甲基。H3K4甲基化与转录有关，因此这个基团的移除与这种基因功能抑制相一致。
这个脱甲基酶的确定将促进其它同类脱甲基酶的不断发现。这些发现将对生物学的每个部分产生影响。而且，这种酶的发现也表明这个实验室在基因调节研究领域已经站在了上游。( http://www.ebiotrade.com/)
Cell, Vol 119, Issue 7, 16 December 2004
Histone Demethylation Mediated by the Nuclear Amine Oxidase Homolog LSD1
Yujiang Shi, Fei Lan, Caitlin Matson, Peter Mulligan, Johnathan R. Whetstine, Philip A. Cole, Robert A. Casero, and Yang Shi
Posttranslational modifications of histone N-terminal tails impact chromatin structure and gene transcription. While the extent of histone acetylation is determined by both acetyltransferases and deacetylases, it has been unclear whether histone methylation is also regulated by enzymes with opposing activities. Here, we provide evidence that LSD1 (KIAA0601), a nuclear homolog of amine oxidases, functions as a histone demethylase and transcriptional corepressor. LSD1 specifically demethylates histone H3 lysine 4, which is linked to active transcription. Lysine demethylation occurs via an oxidation reaction that generates formaldehyde. Importantly, RNAi inhibition of LSD1 causes an increase in H3 lysine 4 methylation and concomitant derepression of target genes, suggesting that LSD1 represses transcription via histone demethylation. The results thus identify a histone demethylase conserved from S.pombe to human and reveal dynamic regulation of histone methylation by both histone methylases and demethylases.
全文联接：
http://www.dxy.cn/bbs/user/download/2330221/%E5%8E%BB%E7%94%B2%E5%9F%BA%E9%85%B6.pdf
