表观遗传学

中山大学生命科学学院青年学者贺雄雷教授的课题组在研究染色质结构如何调节DNA突变工作中取得重要进展，发现真核生物细胞中核小体结构可以抑制胞嘧啶C的水解脱氨从而降低胞嘧啶C到胸腺嘧啶T的突变。研究成果以Report形式发表在3月9日的Science杂志上。

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论文研究内容示意图
　　突变是生物演化的基础，也是疾病发生的主要原因。在A、T、C和G这四种组成DNA的碱基中，C在细胞中以极高频率发生水解脱氨，变成碱基T的类似物碱基U（5-mC则直接变成T），在得不到及时修复的情况下，U在下一轮DNA复制时将被当做T，由此产生CT 突变。CT突变在六种碱基置换突变中频率最高，导致了约1/4的人类孟德尔遗传疾病，因此关于这类突变在细胞内是否或如何被调节是一个极具价值的问题。真核生物细胞中DNA-组蛋白构成的复合物核小体是染色质的基本结构单元。通过比较基因组学分析和一项突变累积实验，课题组发现核小体几乎完全抑制水解脱氨来源的CT 突变，而可能的机制是核小体的存在抑制了双链DNA的呼吸，使水分子不能靠近碱基C的N-3和C-4位置。进一步的研究表明，核小体还可以抑制~50%的GT和AT突变，可能的机制是组蛋白与DNA的结合使DNA免受活性氧自由基的攻击。

　　这一工作揭示了染色质结构这一重要表观遗传学因子对DNA突变这一核心遗传学事件的调节。由于肿瘤的发生以及诱导多功能干细胞的获得均与染色质结构改变密切相关，这一发现对理解相关体细胞突变具有重要理论价值；此外，该工作提示核小体可以通过调节突变方向扮演真核生物基因组GC-含量调节器的角色，对理解真核生物基因组结构及其演化具有重要指导作用。

　　贺雄雷教授是中山大学的青年学者，2007年从美国密歇根大学博士毕业后，通过中山大学“百人计划”引进回校，并直接被聘为教授，时年仅30岁。回校后，贺雄雷教授致力于染色体的研究， 2010年分别以第一作者和通讯作者在国际顶尖期刊Nature Genetics发表两篇论文。时隔两年，贺雄雷教授再创佳绩，在Science杂志上发表了最新研究成果。