Cell重大突破：维持细胞身份的一种非常基本的机制

这项研究发表在《细胞》杂志上，标志着表观遗传学及其对健康和疾病的影响领域向前迈进了一步。

表观遗传学是在不改变DNA本身的情况下研究基因如何开启或关闭的学科，是这一过程的核心。它涉及 DNA 和称为组蛋白的蛋白质上的化学标签，这些标签有助于管理基因活动。当细胞分裂时，这些标签需要准确地传递下去，这样新细胞才能像它们的母细胞一样发挥作用。

哥本哈根大学教授Genevieve Thon教授和 Anja Groth领导的这项研究发现，Mrc1基因对这种遗传至关重要。在细胞分裂过程中，Mrc1确保携带这些化学标签的组蛋白均匀分布到两个新的DNA拷贝中，维持细胞的身份和功能。

“我在生物系攻读博士学位期间，我们就知道这种蛋白质对于维持细胞的异色状态很重要。我们很清楚它是如何工作的，但是虽然我们有实验数据，但我们没有实验室里的工具来在分子水平上证实它，”这项研究的第一作者Sebastian Charlton说。

为了获得这些工具， Charlton博士与同在诺和诺德基金会蛋白质研究中心的Valentin Flury，以及来自不同研究所的其他研究人员合作。他们的合作不仅证明了他们最初的想法，而且揭示了Mrc1的令人惊讶的双重作用。

当DNA在细胞分裂过程中被复制时，组蛋白及其化学标签必须正确地转移到新的子DNA链上，以便遗传给子细胞。Mrc1被证明是表观遗传这一步骤的主要调节器，控制组蛋白向两条新子链的传递。Mrc1通过单独结合组蛋白和另一种叫做Mcm2的蛋白质来做到这一点。这有助于保存细胞对打开或关闭哪些基因的记忆。

某些基因的沉默被破坏了

他们的实验表明，Mrc1的突变破坏了组蛋白的正常转移，导致这一关键表观遗传信息的丢失，并影响细胞身份。当Mrc1突变时，某些基因的沉默被破坏，这说明了组蛋白在携带和传递表观遗传信息方面是多么重要。

这一发现具有广泛的意义，因为保持表观遗传环境的稳定对体内所有细胞的正常功能至关重要。这个过程的问题可能导致癌症等疾病，并导致衰老，随着时间的推移，表观遗传景观会恶化。

Valentin Flury总结道:“我认为我们还不能估计我们发现的全部意义，但我们已经揭示了一种维持细胞身份的非常基本的机制，如果它能被操纵，可能对未来的医学研究产生重大影响。”