為了維持肌體內(nèi)所有類型細(xì)胞的正常發(fā)育及功能，身體需要謹(jǐn)慎控制一些基因的開啟或關(guān)閉。近日，墨爾本科學(xué)家首次展示了一種叫做SMCHD1的蛋白，它在基因調(diào)控過程中發(fā)揮著重要作用，在必要時將需要抑制的基因聚集到特定區(qū)域，并在該區(qū)域有效禁用它們的功能，從而有助于監(jiān)控身體健康。
這項發(fā)現(xiàn)于8月20日以“Smchd1 regulates long-range chromatin interactions on the inactive X chromosome and at Hox clusters”為題發(fā)表在《Nature Structural & Molecular Biology》雜志。
來自沃爾特和伊萊扎?霍爾研究所的Natasha Jansz博士、James Murphy副教授、Marnie Blewitt副教授等合作者領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。作者們認(rèn)為，了解SMCHD1的運(yùn)作方式有助于開發(fā)治療因SMCHD1功能異常導(dǎo)致的疾病的藥物（如肌肉萎縮甚至癌癥等）。
基因的“控制室”
在這項研究中，Blewitt及其同事發(fā)現(xiàn)，SMCHD1是一種高度戰(zhàn)略性的蛋白，能夠從染色體的不同部分識別和收集基因；然后，SMCHD1將基因聚集到細(xì)胞核內(nèi)特定的區(qū)域，并在那里將它們有效地沉默。
Hox基因是生物體中一類專門調(diào)控生物形體的基因，一旦這些基因發(fā)生突變，就會使身體的一部分變形。令研究人員驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)SMCHD1在破壞Hox基因中是必需的。
“SMCHD1從染色體的不同點提取出Hox基因，進(jìn)入一種特定“控制室”將其沉默。” Jansz博士說，“知道Hox基因是如何被調(diào)節(jié)的非常重要，因為當(dāng)它們不按應(yīng)有的方式運(yùn)作時，會對發(fā)育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。例如，Hox基因有缺陷的蒼蠅可能從頭部長出腿。此外，Hox基因還經(jīng)常在癌癥中被開啟，并推動腫瘤生長。”
應(yīng)對多重病癥
Blewitt副教授說，關(guān)于SMCHD1如何運(yùn)作的基本知識可能有助于研究人員為SMCHD1引起的疾病開發(fā)潛在的治療方法，例如：
面部肩胛肱型肌營養(yǎng)不良癥2型(FSHD2)，是一種進(jìn)行性肌肉萎縮疾病，目前尚無治療方法，而有助于提高SMCHD1活性的藥物可用于治療該癥狀；
Prader-Willi綜合征，是一種遺傳性疾病，除異常癥狀外，還會導(dǎo)致肌無力和持續(xù)饑餓，從而導(dǎo)致肥胖和2型糖尿病，有助于抑制SMCHD1活性的藥物或能治療該病。
研究人員進(jìn)一步解釋，Prader-Willi綜合征的發(fā)生是因為一組特定的基因處于休眠狀態(tài)無法開啟。如果能夠找到激活這組基因的方法，他們可能能夠開發(fā)針對這種疾病的靶向治療。
Murphy指出，目前他們正在分析一個超120，000個藥物樣分子的文庫，看看這些化合物是否有助于促進(jìn)或抑制SMCHD1活性，這取決于使SMCHD1活性恢復(fù)正常所需的條件。
“既然已經(jīng)明確SMCHD1是如何控制基因的，監(jiān)控這些化合物是否以正確的方式工作就有跡可循了。這將有助于我們開發(fā)靶向藥物，以在SMCHD1出現(xiàn)異常時進(jìn)行干預(yù)。” Murphy總結(jié)。
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