| 潜心研究21年，朱健康院士团队破解ROS1主动DNA去甲基化的分子机理 |
| 发布时间:2023-01-16 10:25:31 | 浏览次数： |
自2002年朱健康院士和巩志忠教授共同鉴定第一个植物DNA去甲基化酶ROS1之后 (Gong et al., 2002) ，ROS1的作用机制研究一直是该领域最核心的科学问题。 历经21年潜心研究，南方科技大学杜嘉木/朱健康终于破解了ROS1主动DNA去甲基化的分子机理，并在Nature Plants 在线发表题为“Molecular basis of the plant ROS1-mediated active DNA demethylation”的研究论文。 该研究分别报道了一个ROS1催化片段与底物DNA、错配DNA和反应中间体配合物的冷冻电镜结构。 底物5-甲基胞嘧啶（5-mC）从DNA双链中翻转出来，随后分别通过疏水和氢键相互作用被ROS1碱基结合袋识别，而不同的质子化状态的碱基决定了5mC比T:G错配更偏爱底物。结合反应中间复合物的结构，结构和生化研究揭示了底物特异性的分子基础，以及植物特异性DNA去甲基酶ROS1/DME家族去甲基化5mC的反应机制。
该研究阐明了植物特有的ROS1家族作为DNA去甲基化酶在底物识别和碱基去除过程中重要的分子作用机制，为后续基于ROS1作用原理的DNA去甲基化基因编辑工具的开发提供了参考。 文章链接 https://www.nature.com/articles/s41477-022-01322-8
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朱健康院士团队将被甲基化修饰的碱基——5-mC称为第5种碱基。 他表示，ROS1这种能特异性去除甲基化的酶能将5-mC替换为正常的胞嘧啶。相比于人、动物体内具有相同作用的酶，ROS1去除DNA甲基化的效率更高效。 这种酶在将来或能帮助更有效地治疗癌症。 在人类的癌症中，DNA甲基化程度高是比较常见的现象。朱健康院士团队发现，如果能借助一些传递系统，将基因编辑系统和这种酶同时传递到人体内，那么就能定向找到癌细胞中的特定序列，去除其上的甲基化，让基因功能恢复正常。 2022年年底，哈佛大学教授、著名衰老研究科学家大卫·辛克莱在cell发表论文“Loss of epigenetic information as a cause of mammalian aging”。该论文也发现，表观遗传变化是导致哺乳动物衰老的主要原因（随着衰老的进行，DNA甲基化水平会随之增加），而恢复表观基因组的完整性可以逆转衰老的迹象。
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