分子生物學 表觀遺傳學

表觀遺傳學術上的競爭–月末總結文

九月,我們介紹了許多 DNA、RNA 表觀遺傳學上的文章。雖然在 20 世紀中末就已知道許多 RNA 上的修飾如 m6A,但對於他們的作用機制卻是一個大問號。直到近幾年,科學家藉由一些酵素去把這些 RNA 上面的化學修飾去除發現許多基因表達方式也跟著改變了。就這樣 RNA 表觀遺傳學的領域快速的成為當今熱門的研究領域。

我們介紹了在 X 染色體上的抑癌基因 UTX 基因在發育與癌症上的關聯 [1],RNA 上的修飾對於血球細胞的形成具有相當程度上的影響。若 m6A 內的缺失一種特定轉移酶會使造血幹細胞無法正常地被製造 [2],RNA 修飾也對於肥胖與記憶上的改變以及對於癌症老化具有更深入的解釋。

雖然在 RNA 表觀遺傳的研究正如火如荼的進行中,然而卻也有學者質疑RNA表觀遺傳學的真實性是否有像許多文獻中所講的這麼具有研究價值 [3]。來自洛克菲爾大學的 Darnell 以及其父親 Darnell Jr.,在 2002 年藉由開創 RNA 修飾(RNA processing)和細胞激素傳導(cytokine signaling)以及培育出許多科學家得到了拉斯克特別卓越獎 [4] 可謂轉錄後修飾方面的專家,然而他們對於這個新興課題卻抱有著不同的態度。從他們發表的論文中 mRNA 上的去/甲基化可逆動態調節並不顯著 [5]。由於表觀遺傳學通常將其酶分為三種 writer(寫入)、eraser(擦去)、以及 reader(讀取)透過添加化學修飾或是除去等方法去造成去/甲基化以及影響基因表達。在他們的文章中強調對於 FTO(屬於一種 eraser)的功能具有相當大的質疑。

再者,去甲基酶 ALKBH5 在精子上的功能與 m6A 修飾並沒有直接的關係。並且他們質疑芝加哥大學的何川教授對於 RNA 表觀遺傳學這個領域的概念。當然,發表許多關於此領域的何川教授之後也發表回應了 Darnell 他們對於動態調節 m6A 甲基化的觀點以及他的看法 [6]。他也不否認 Darnell 教授及同事所提出的許多觀點。但對於甲基化的功能和發生的關聯性、主要存在的地方、以及動態的概念他與 Darnell 有著不同的看法。他也用許多文獻來佐證 RNA 表觀遺傳的可靠真實性,如 FTO 與 pre-mRNA 剪接上的變化 但對於 RNA 甲基化的影響仍然需要更多的研究再去評定。對於這個新興領域的潛在發展性以及科技的成熟,我們期許在不久的將來我們能夠對 RNA 甲基化這個概念有更合理完整的解釋。

參考文獻:

  1. 蛋白質也要兼差?抑制癌症的 UTX https://investigator.tw/6599/
  2. 血球細胞的甲基化地圖 https://investigator.tw/6652/
  3. Willyard, C. (2017). An epigenetics gold rush: New controls for gene expression. Nature News, 542(7642), 406. https://goo.gl/89f1hL
  4. Lasker Award: Wikipedia https://goo.gl/6pBVpc
  5. Darnell, R. R., Ke, S., & Darnell, J. E. (2018). Pre-mRNA processing includes N6 methylation of adenosine resides that are retained in mRNA exons and the fallacy of “RNA epigenetics”. RNA, 24(3), 262-267. https://goo.gl/5SWuUw
  6. Zhao, B. S., Nachtergaele, S., Roundtree, I. A., & He, C. (2018). Our views of dynamic N6-methyladenosine RNA methylation. RNA, 24(3), 268-272. https://goo.gl/zmgWzp

藉由在 DNA,RNA 上添加或除去特定位置的化學標誌去改變他們的基因表達。 圖片來源: https://goo.gl/89f1hL

撰文│高唯真
審稿│藍冠鈞

About the author

高唯真

日本東北大學研究所。目前努力適應日本生活以及學習日文,主要專攻癌症方面基因和蛋白質的表達。對於細胞生物方面充滿的熱情及好奇,希望藉由Investigator 能與各不同領域的朋友一起學習交流。

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