DNA甲基化与组蛋白乙酰化的协同在肿啼发生中的作用
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DNA 甲基化与组蛋白乙酰化的协同在肿啼发生中的作用
DNA甲基化 与组蛋白去乙酰化在肿瘤抑制基因的沉默方面具有协同效应。DNA甲基化引起基因转录抑制的可能机制主要有：①DNA甲基化直接干扰特异性转录因子与各基因启动子中识别位置的结合。②甲基化胞嘧啶结合蛋白(MeCPl、MeCP2和MBD)与启动子区甲基化CpG岛结合，然后募集蛋白形成转录抑制复合物，从而阻止转录因子与启动子区靶序列的结合，影响基因的转录。MeCPl需与12个甲基化CpG位点结合，MeCP2只需与1个甲基化CpG位点结合，并且通过它的转录抑制结构域(TRD)发挥抑制转录的作用。另外MeCP2也可以与转录因子竞争结合位点，通过不依赖于HDAC的方式抑制基因的转录。③DNA甲基化通过改变染色质结构，抑制基因表达。
以上机制表明，DNA甲基化与组蛋白去乙酰化正相关。以MeCP2为例，当启动子区的CpG发生甲基化时，MeCP2与甲基化的CpG结合后，再与Sin3A结合，进一步与异二聚体Mad／Max形成复合物。该复合物募集HDAC，形成一个共同转录抑制因子。HDAC使组蛋白去掉乙酰基，重塑染色质结构，从而阻碍了基本转录单位蛋白质复合物进入启动子结合位点，导致转录抑制。
也有实验表明DNA甲基转移酶―1(DNMT―1)能直接与HDAC结合，这一发现更直接地证明DNA甲基化与组蛋白去乙酰化之间的协调作用。可见，启动子区DNA甲基化与组蛋白去乙酰化之间具有协同抑制基因转录的作用。
另外，组蛋白去乙酰化抑制基因转录的作用依赖于甲基化CpG位点的数目。研究发现，当发生甲基化改变的启动子区域的CpG位点的数量不足以引起长距离的基因抑制的时候，组蛋白去乙酰化在抑制基因表达上将发挥重要的作用。如当靠近启动子的地方仅有几个二核苷酸发生甲基化时，这些甲基化的CpG能提高甲基化DNA结合域的活性及与它们相联系的HDAC的活性。此时，组蛋白发生去乙酰化，并使核小体的结构紧缩，于是转录抑制。在这种情况下，组蛋白去乙酰化的协同抑制发挥着决定性的作用，因为用曲古霉素A处理可以使因甲基化而静止的基因恢复表达，抑制被解除，说明甲基化所致的染色质结构的紧缩不够稳定，不足以维持这种紧缩的状态。因而在启动子区mCpG低密度的情况下，转录抑制主要归功于组蛋白去乙酰化途径。当发生甲基化的启动子区域的CpG位点的数目增大到可以引起基因广泛静止的阈值的时候，这种抑制的机制将会有明显的不同。在这种情况下，通过MBD蛋白和其他结构性物质所形成的特异的染色质结构将会在改变的DNA上形成。接着，这种染色质结构紧缩并向周边未改变的DNA蔓延。此时，组蛋白去乙酰化对转录抑制的作用是次要的了，因为用TSA处理，转录水平仍明显低于未甲基化的对照，说明在这种情况下，高密度的甲基化使染色质结构高度紧缩并且相当稳定。
对白血病细胞系的研究发现，高甲基化的、转录静止的基因通过组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA和DNA甲基转移酶抑制剂5―氮杂―2脱氧胞苷C处理后能再活化，但仅用TSA则收效甚微。这一研究提示了DNA甲基化在转录调控中占主导地位，它可以通过不依赖于组蛋白去乙酰化的方式抑制基因的转录。
