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文章背景簡(jiǎn)介

BACKGROUND INTRODUCTION

基因的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄活性受組蛋白（或組蛋白標(biāo)記）中多種蛋白質(zhì)翻譯后修飾（PTM）的調(diào)節(jié)。越來越多的證據(jù)表明：組蛋白修飾狀態(tài)與細(xì)胞代謝有關(guān)。例如：細(xì)胞代謝或腸道微生物群發(fā)酵可產(chǎn)生短鏈脂肪酸，如：巴豆酸鹽，丁酸鹽，α－酮戊二酸鹽和3－羥基丁酸鹽。這些代謝物可以作為生成酰基輔酶A的前體，用于組蛋白酰化。這些各種不同的酰基輔酶A提供了一種有趣的可能性——即機(jī)體內(nèi)很可能存在一些未報(bào)道過的通路，通過細(xì)胞或菌群代謝物來調(diào)節(jié)組蛋白修飾從而影響表觀遺傳。

苯甲酰輔酶A是細(xì)菌和腸道菌群中大量芳香生長(zhǎng)底物降解的中間體。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，苯甲酰－CoA的可能來源是苯甲酸鈉（SB），它是全世界最常用的防腐劑之一，食品中最大允許濃度高達(dá)0．1％。 盡管SB被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）列為“generally regarded as safe”的化合物，但新興的研究表明，接觸SB可能對(duì)消費(fèi)者造成傷害。此外，如果對(duì)患者靜脈注射過量的SB會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥。這些研究結(jié)果表明人類健康風(fēng)險(xiǎn)與SB有關(guān)。然而，其中潛在的生物機(jī)制仍然是未知的。

芝加哥大學(xué)的Huang He等人，從組蛋白標(biāo)記賴氨酸苯甲酰化這一新型修飾著手，發(fā)現(xiàn)了一種新的表觀遺傳機(jī)制，這種機(jī)制可能是導(dǎo)致SB對(duì)人體產(chǎn)生上述不良生理反應(yīng)的原因之一，這一發(fā)現(xiàn)2018年發(fā)表在了《Nature Communications》雜志（IF2017－2018＝12．353；綜合2區(qū)），題為“Lysine benzoylation is a histone mark regulated by SIRT2”。

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所用到的主要方法

METHODS

1． 蛋白質(zhì)印跡法（Western Blot ， WB）

2． 液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HPLC－MS／MS）

3． 免疫沉淀（Immunoprecipitation ， IP）

4． 免疫熒光實(shí)驗(yàn)（Immunofluorescence staining）

5． 結(jié)合位點(diǎn)分析法（CHIP－seq）

6． 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)（RNA－seq）

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT

組蛋白修飾可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，與多種生理病理過程密切相關(guān)。 本文報(bào)道了組蛋白標(biāo)記－－賴氨酸苯甲酰化（Kbz）的識(shí)別和表征。 本研究從HepG2和RAW細(xì)胞中鑒定出了組蛋白上的22個(gè)Kbz位點(diǎn)。 苯甲酸鈉（SB）是被FDA批準(zhǔn)的藥物并且被廣泛用作化學(xué)食品防腐劑，組蛋白Kbz可被苯甲酸鈉通過產(chǎn)生苯甲酰CoA而發(fā)生。 通過ChIP－seq和RNA－seq分析，本研究證明組蛋白Kbz標(biāo)記與基因表達(dá)相關(guān)并且具有與組蛋白乙酰化不同的生理學(xué)相關(guān)性。 此外，研究表明SIRT2，一種NAD ＋依賴性蛋白質(zhì)脫乙酰基酶，在體外和體內(nèi)都能去除組蛋白Kbz。 因此，本研究揭示了一種具有潛在生理相關(guān)性的新型組蛋白修飾，這一發(fā)現(xiàn)表明被用作化學(xué)食品防腐劑的苯甲酸可能還具有表觀遺傳修飾調(diào)控等不為人知的功能。