这个难题的新篇章揭示了UHRF1如何调节基因活动

表观遗传变化通常在癌症中起重要作用，因为它们导致遗传物质在某些位置被错误地读取。特别关键的基因是控制细胞生长和死亡的基因。HelmholtzZentrumMünchen的科学家现已发现有关UHRF1蛋白的新细节。UHRF1催化标记DNA的特定步骤，其具有抑制基因组部分的表观遗传修饰。如分子细胞中所报道的，该分子可以作为药物治疗的靶标，因为它在癌细胞中以升高的水平产生。

所有细胞都具有相同的基因互补，但具有完全不同的功能。这是因为根据它们发生的细胞类型不同地读取基因。基因活性不仅在DNA序列的水平上受到调节，而且在表观遗传水平上受到对DNA和组蛋白的各种化学修饰的调节。“组蛋白是将细胞核中DNA链整合到染色体中的蛋白质。但它们在控制基因表达方面也发挥着重要作用，”Helmholtz功能表观遗传学研究所(IFE)主任Robert Schneider教授说。 ZentrumMünchen。

与其他蛋白质一起，DNA分子和组蛋白形成染色质。这构成了在细胞核的小空间内凝聚遗传信息的化学方法。关于IFE研究重点的这些监管程序知之甚少。

UHRF1控制DNA甲基化的关键步骤

然而，研究人员知道，蛋白质 UHRF1(泛素样，含有PHD和RING指结构域)在DNA链的甲基化中起重要作用。甲基标签是对DNA分子的化学修饰，其不改变遗传密码，即DNA的碱基序列。然而，它们影响碱基序列中编码的基因的活性。DNA分子的甲基化通常起到抑制基因转录的作用。

UHRF1通过确保将甲基连接到DNA上的酶可以与新形成的染色质结合来控制DNA甲基化。为了完成这项任务，UHRF1必须首先与新形成的染色质本身结合，然后在第二步中将泛素分子(一种改变其他蛋白质特性的小蛋白质)转移到组蛋白上。为此，UHRF1使用各种蛋白质结构域，在同一分子中具有特殊三维结构和功能的区域。

“以前并不确切知道这是如何起作用的，”监督这项研究的IFE副主任Till Bartke博士说。他与他的同事Benjamin Foster博士(IFE的博士后研究员)一起应用了各种方法来阐明这种泛素转移步骤，包括分子的化学交联，质谱研究和重组的使用。用甲基修饰的染色质分子。“我们发现必须存在泛素样结构域(UBL)来转移泛素分子“Bartke说。这是一种特殊的结构元素，它与UHRF1染色质结合后的重排有关。与慕尼黑Ludwig-Maximilians大学的Sebastian Bultmann博士领导的一个研究小组合作，研究人员也能够证明UBL结构域是细胞中DNA甲基化所必需的。

“我们对UHRF1的酶促机制的分析揭示了UBL结构域的意外功能，并定义了该结构域在DNA甲基化中的新作用，”该科学家解释说。他认为，由于其他研究组已发现包括肺癌和结肠直肠癌在内的多种癌症中UHRF1浓度升高，因此该蛋白质非常适合作为未来治疗的靶点。