生物體透過層層關卡來確保基因在對的地點與對的時間被適切地表達，其中的關鍵之一就在於基因能否被正確的活化或者抑制。基因由抑制的狀態轉變成活化的狀態（相反亦成立）有賴於染色質的「重塑」。所謂染色質的重塑是染色質重塑複合體（Chromatin remodeling complexes，CRC） 透過水解 ATP 後的能量來鬆動原先核小體（Nucleosome）與 DNA 的交互作用，以利各種調節蛋白（如：轉錄因子）進入啟動子（Promoter）來影響整個轉錄的過程。
CRC 根據各自的 ATP 水解酶的不同可分為四大家族（圖 A）。本研究把焦點著重在 Nucleosome remodeling and histone deacetylase（NuRD） 的研究上並有了重大突破。NuRD 中的一個核心蛋白 Metastatic tumor antigen 1（MTA1）起初被預期只具有輔助遏止轉錄活性的功能，然而數篇研究卻意外地發現它也有激活轉錄作用的功能。如此弔詭的二重性，儘管近年來越來越多的文獻針對該蛋白作一系列的研究與大規模的探討，遺憾的是，可以完整解釋這個有趣的現象以及相關生理調控的確切機制仍舊未明。
在本篇研究中，作者發現 MTA1 的甲基化與否會左右該蛋白趨向輔助刺激轉錄或是抑制轉錄的能力，從研究中可了解如果 MTA1 被 G9a 甲基化以後會增加對組蛋白 H3 的親和力，連帶使得 H3 被 G9a 標籤上 H3K9me2 這個抑制性標記，進而吸引 NuRD 結合至此區，透過 HDAC1/2 將代表激活的組蛋白乙醯化標記去除；相反地，倘若 MTA1 被 LSD1 給去甲基化，NuRD 複合體將因為失去穩定性而離去，留下與 H3K9me2 結合的 MTA1-LSD1 複合體將會對 H3K9me2 進行去甲基化而移除該抑制性標記。去甲基化的 MAT1 還會辨認 H3K4-AcK9 的標記，進一步吸引 NuRF（另外一類 CRC）至轉錄活性區域，促進基因的激活。
總結來說，透過甲基化與去甲基化對各種不同分子親和力的差異， 與藉由扮演 CRC 與各種組蛋白修飾酵素（Histone modification enzyme）互動的平台，MTA1 成功地在不同時機下放大了兩種截然不同的訊號，調控了基因的激活或者抑制。
參考資料：
- Nair, S., Li, D., & Kumar, R. (2013). A Core Chromatin Remodeling Factor Instructs Global Chromatin Signaling through Multivalent Reading of Nucleosome Codes. Molecular Cell, 49(4), 704-718. doi:10.1016/j.molcel.2012.12.016. http://ppt.cc/0I4F
撰文│童力威
編輯│李政霖
編修│蔡文豪
