為何一個癌基因能保護基因組？

來自北卡羅來納大學醫學院的研究人員揭開了一個長期以來困擾科學家的謎題，他們發現了一種除細菌外生物均包含的重要酶的作用機制，這將有助於了解癌症的發展以及如何阻止癌症轉移。這一研究成果公布在 Cell Reports 雜誌上。

Set2 酶對於基因轉錄來說非常重要，但是目前科學家們並不清楚 Set2 在轉錄中的確切作用。在最新這項研究中，研究人員發現當細胞處於脅迫狀態時，Set2 對於保持轉錄運行特別重要。沒有 Set2，缺乏營養物質的細胞就會開始錯誤轉錄基因。

文章作者，北卡羅來納大學生物化學和生物物理學教授 Brian Strahl 博士說：「我們認為這解決了 Set2 的的一個謎題，現在我們明白了在錯誤的地方和時間下基因是如何轉錄的。」

在酵母等低等生物中的 Set2 酶還有另外一個身份：其人類的表親 SETD2 經常在癌細胞被發現突變形式。因此 「這些基礎研究結果可能有助於解釋 SETD2 突變如何導致基因錯誤轉錄，促進癌症的起始或進展的，」Strahl 說。

Strahl 博士在十五年前發現了 Set2，這種酶的作用是將甲基基團載入到組蛋白上。近年來的研究表明這種甲基化過程是基因轉錄的質量控制檢查機制。

基因轉錄開始於基因的一個精確的位點上，然後在完全轉錄 RNA 後結束，但是如果組蛋白上沒有通過 Set2 進行甲基化，那麼轉錄就會從錯誤的位置開始，所產生的 「隱性」RNA 轉錄物就有可能干擾基因的正常表達，這種遺傳物質的錯誤表達可能導致癌症等疾病。Strahl 研究組認為 Set2 可能與脅迫下細胞機制有關，為此他們分析了失去重要營養物質時，沒有 Set2 的細胞會發生什麼。Strahl 說：「我們發現錯誤位置上的錯誤轉錄會在脅迫時高頻率發生，並且常常影響正常的基因。」

這一發現表明，當細胞看起來特別容易受到這種類型錯誤影響時，Set2 就進化來防止有害的異常轉錄。

接下來研究人員將會進一步分析 Set2 在脅迫應激中的作用，以及人體內 SETD2 為何在腫瘤細胞，特別是在腎癌中經常會突變。

此前曾有另外一個研究組利用酵母 Set2 突變體揭示了在適當以及如癌細胞的不適當情況下，維持基因表達繼續的驚人機制。研究人員通過遺傳操作釀酒酵母追蹤是否有標記組蛋白移入及移出染色質的方式評估了組蛋白的化學修飾。利用這一系統他們比較了 Set2 突變體和正常酵母中所有 6000 種基因中全面的組蛋白乙醯化和甲基化。他們首先觀察到在正常細胞中 Set2 插入的抑制性甲基化標記遍及了正表達基因的軌道，如預期的在 Set2 突變體中標記消失。在這些突變體中大部分的基因顯示乙醯化標記相應增加，這可以通過 Set2 招募乙醯基剪除機能力喪失來解釋。Nature：基因表達轉錄調控新機制

原文標題：H3K36 Methylation Regulates Nutrient Stress Response in Saccharomyces cerevisiae by Enforcing Transcriptional Fidelity

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