华人学者发现衰老表观遗传学

时间:2022-11-23 阅读:22 评论:0 作者:admin

  早年毕业于北京大学的党魏伟(Weiwei Dang,音译)早在中学时代就对生命科学充满了兴趣,高中时他曾在北京大学分子生物学家茹炳根实验室学习了一年,当时茹炳根研究组研发出了一种新方法,能检验实验兔体内的金属硫蛋白浓度,用来作为环境水平中重金属的指标。

  也就是在这段时间里,他找到了自己的职业目标,“当时,每个人都说美国是最前沿生物医学研究的聚集地”,因此他选择了南伊利诺伊大学深造,并加入了生化学家Blaine Bartholomew的研究队伍,开始了染色质和表观遗传学的研究生涯。

  在Bartholomew的实验室,党魏伟解析了染色质重构酶ISW2 与核小体之间的相互作用,他绘制出了ISW2与核小体结合处的DNA位置,之后又弄清楚了这些酶上的结合位点[1][2]。

  “老实说,他完成了一些相对困难的工作”,Bartholomew说(现就任于德州大学MD安德森癌症中心),他认为其使用的DNA光亲和方法(photoaffinity approach,生物通译)需要大量的耐心和细节专注力,“这需要高超的技术。”

  党魏伟对染色质生物学十分感兴趣,在其完成了博士学习工作后,他又开始寻找博士后导师,一次会议上,来自宾州大学佩雷尔曼医学院的Shelley Berger引起了他的注意。2006年他加入了Berger实验室,开始进行表观遗传学在衰老过程中作用的研究。在相关研究中,他们首先纯化了年轻和年老的酵母细胞,然后通过抗体分析组蛋白修饰的作用,希望能了解衰老过程中,这些元件发生了什么变化。结果研究人员发现在组蛋白H4的赖氨酸16(K16)残基上,乙酰化程度提高了。

  随后他们进行了深入探索,又发现Sir2蛋白可去除细胞的H4赖氨酸 16乙酰化作用还可能诱导其他沉默蛋白的生成。在老化的酵母细胞中,Sir2蛋白逐步减少,并且伴随H4赖氨酸 16乙酰化作用加剧,部分区域的组蛋白消失,这导致某些基因座的沉默机制停止。

  Sirtuins是一类保守的NAD+依赖的脱乙酰基酶,具有通过各种途径延长有机体寿命的能力。因此也是衰老科学家们关注的焦点,这项研究以酵母Sir2为研究对象,解析它对细胞寿命的调节机制,研究表明Sirtuins从演化角度来讲其一个保守的功能,即通过使端粒染色质保持不变,来调控复制性衰老。

  现在,党魏伟在贝勒医学院创建了自己的实验室,他依然进行着Sir2等多种表观因素在衰老中作用的研究,其研究组也尝试利用一种高通量方法筛选影响寿命的过表达基因,这种方法是党魏伟主要研发,并在Berger实验室成形的。目前他的实验室也开始了哺乳动物模型系统的研究,希望能利用间充质干细胞将酵母中的发现复制到哺乳动物中。

  “对科学而言,聚焦于具体的机制和问题是一种可大可小的能力,但是能提出相关的重要问题和假说,这就很关键,”Berger 说,“他有能力做到这一点。我认为这是作为一个独立科学家的重要标志。”

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