2月12日，国际权威学术期刊《分子细胞》（Molecular Cell）在线发表了中国科学院上海生命科学研究院上海植物逆境生物学研究中心朱健康课题组的研究论文The Methyl-CpG-Binding Protein MBD7 Facilitates Active DNA Demethylation to Limit DNA Hyper-Methylation and Transcriptional Gene Silencing。该研究揭示了甲基化CpG结合蛋白MBD7通过促进DNA主动去甲基化，限制了DNA高度甲基化以及转录水平的基因沉默，MBD7和IDM2、IDM3以及IDM1形成抗沉默蛋白复合体，在DNA的主动去甲基化过程中有着重要的作用，是近年来表观遗传领域的一项重要突破。

DNA甲基化是植物和哺乳动物中最主要的表观遗传修饰之一。作为基因组自然发生的共价修饰之一，DNA甲基化是植物和哺乳动物正常生长发育所必需的，它广泛参与转录抑制、转座子沉默、细胞发育与分化调节、基因组印迹、X染色体失活、重编程等过程。在植物中，DNA主动去甲基化过程是通过ROS1家族介导的碱基切除修复机制来实现的。朱健康研究组以往的研究发现，组蛋白乙酰化酶IDM1能识别多个表观遗传学的标志，并对相应位点的组蛋白进行乙酰化，从而改变这个特定区域的染色体的结构，使得ROS1对这个区域的DNA进行去甲基化（Qian et al., Science，2012）。

在这项新的研究中，研究人员发现拟南芥MBD7和IDM3是阻止基因表达抑制和DNA高度甲基化的抗沉默因子。MBD7结合到CpG高度甲基化的区域，并与其他的抗沉默因子（包括组蛋白乙酰转移酶IDM1以及α晶状体结构域蛋白IDM2和IDM3）形成抗沉默复合体。以往的研究证实，IDM1和IDM2可通过5-甲基胞嘧啶DNA糖基化酶/裂解酶ROS1来促进DNA主动去甲基化（Qian et al., Mol. Cell，2014）。因此，MBD7通过将三个IDM蛋白招募到甲基化DNA上形成复合体，促使DNA去甲基化酶发挥功能，转而限制了DNA高度甲基化并阻止了转录水平的基因沉默。

这项研究发现了第一个抗沉默蛋白复合体，进一步解析了植物去甲基化的调控机制。（来源：中科院上海生科院）

The Methyl-CpG-Binding Protein MBD7 Facilitates Active DNA Demethylation to Limit DNA Hyper-Methylation and Transcriptional Gene Silencing

Abstract  DNA methylation is a conserved epigenetic mark that plays important roles in plant and vertebrate development, genome stability, and gene regulation. Canonical Methyl-CpG-binding domain (MBD) proteins are important interpreters of DNA methylation that recognize methylated CG sites and recruit chromatin remodelers, histone deacetylases, and histone methyltransferases to repress transcription. Here, we show that Arabidopsis MBD7 and Increased DNA Methylation 3 (IDM3) are anti-silencing factors that prevent gene repression and DNA hypermethylation. MBD7 preferentially binds to highly methylated, CG-dense regions and physically associates with other anti-silencing factors, including the histone acetyltransferase IDM1 and the alpha-crystallin domain proteins IDM2 and IDM3. IDM1 and IDM2 were previously shown to facilitate active DNA demethylation by the 5-methylcytosine DNA glycosylase/lyase ROS1. Thus, MBD7 tethers the IDM proteins to methylated DNA, which enables the function of DNA demethylases that in turn limit DNA methylation and prevent transcriptional gene silencing.

原文链接：http://www.cell.com/molecular-cell/abstract/S1097-2765(15)00010-6