生物通报道  近日来自中科院上海生科院计算机生物学研究所、中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所、中科院遗传与发育生物学研究所等机构的研究人员在新研究中发现组蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX对衰老发挥了重要的调控作用。这一研究成果于2011年8月3日作为封面文章在线发表于国际著名学术期刊《细胞-代谢》（Cell Metabolism）上，该杂志同期以preview的形式对这项研究给予了高度评价。

文章的通讯作者为现任中科院上海生科院计算机生物学研究所所长的韩敬东教授，韩敬东实验室博士生金春钰、李静、博士后Christopher D. Green为该论文共同第一作者，该研究得到国家自然科学基金委，国家科技部，中国科学院的支持。

衰老是一个基本的生物学现象，在人口老龄化日趋严重的情况下，对其调控机制的研究显得极为重要。在发育和衰老过程中，表观遗传学调控被认为可能起到重要作用，但是长久以来这方面的证据一直很少，具体作用机理还不清楚。

在这篇文章中，研究人员通过生物化学、分子生物学、遗传学和系统生物学相结合的方法，证实组蛋白H3H27me2/3去甲基酶UTX-1/UTX对衰老发挥了重要的调控作用。在秀丽线虫中，该基因的杂合突变体及野生型的RNAi敲降后都能极大的延长线虫寿命，使其抗逆性也大大加强。遗传学分析发现其功能依赖于胰岛素样信号通路。杂合突变或敲降后的机体内胰岛素样信号通路的一部分受体和激酶处于较高的抑制性标记H3H27me3修饰状态，从而引起表达量的降低，抑制了衰老信号的传递，最终导致控制寿命的重要转录因子DAF-16功能的增强，从而延缓了衰老。这种通过重新建立组蛋白修饰模式的作用方式揭示了细胞的重编程在抑制衰老过程中的重要作用，并提示其作用机制在哺乳动物细胞中同样存在。

该研究首次报道了通过体细胞发挥功能的组蛋白修饰基因对衰老这一重要生物学过程的调控作用，加深了对表观遗传功能的认识，并为新型抗衰老药物的研发提供了潜在的靶点。

生物通推荐原文摘要：

Histone Demethylase UTX-1 Regulates C. elegans Life Span by Targeting the Insulin/IGF-1 Signaling Pathway

Epigenetic modifications are thought to be important for gene expression changes during development and aging. However, besides the Sir2 histone deacetylase in somatic tissues and H3K4 trimethylation in germlines, there is scant evidence implicating epigenetic regulations in aging. The insulin/IGF-1 signaling (IIS) pathway is a major life span regulatory pathway. Here, we show that progressive increases in gene expression and loss of H3K27me3 on IIS components are due, at least in part, to increased activity of the H3K27 demethylase UTX-1 during aging. RNAi of the utx-1 gene extended the mean life span of C. elegans by 30%, dependent on DAF-16 activity and not additive in daf-2 mutants. The loss of utx-1 increased H3K27me3 on the Igf1r/daf-2 gene and decreased IIS activity, leading to a more naive epigenetic state. Like stem cell reprogramming, our results suggest that reestablishment of epigenetic marks lost during aging might help reset the developmental age of animal cells.

（生物通：何嫱）

作者简介：

韩敬东

博士，原中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，现任计算生物学所所长，博士生导师。
　
1991年获中国药科大学学士；1996年获Albert Einstein College of Medicine 博士；1997－1998年，为The Rockefeller University 博士后；1999－2002年，为IT软件工程师；2002－2004年，为Dana Farber Cancer Institute and Harvard Medical School博士后。2004年中国科学院"****"入选者，2005年获得国家杰出青年科学基金。
　 　　
研究方向：　

1. 研究生物网络的结构， 动态及其功能。遗传基因的网络由网点(node) 和连接网点的网线(edge)组成。网点包括蛋白质, 基因调节的元素和基因转录产物；而网线是指实际的或遗传基因的相互作用。经过复杂的相互作用和逻辑操作，这些网络动态地形成复杂的、合乎逻辑的线路, 进一步形成整体结构，从而执行细胞的各种功能。　

2. 利用functional genomics的数据，寻找疾病有关的基因及进一步研究其病理作用。最近已经产生了大量模型生物的 proteomics 和整体生物学数据，例如，酵母菌、线虫、果蝇的interactome、phenome、transcriptome，而且这些数据还在不断地向深度与广度方面延伸。同时，新类型的 proteomic 整体实验也不断加入，如promoterome、亚细胞定位、组织定位等。另一方面，这些方法已经开始应用于人类。对如何整合和挖掘这些大量原始数据提出了迫切要求。

3. 探求遗传基因网络中内在的安全稳定机制。生物对单个遗传基因的干扰（perturbations）相当不敏感, 在大多数的情况下单一基因丢失并不造成生物的死亡。遗传基因通路的结构在基因敲除(knock-out)的情况下可能与正常状态下是不同的, 这意味着网络有可塑性(plasticity)。　该研究组将利用data mining 的工具及网络理论建立计算模型与提出工作假设，而后用整体生物学的手段证实与改进模型和假设。

打赏

下载安捷伦电子书《通过细胞代谢揭示新的药物靶点》探索如何通过代谢分析促进您的药物发现研究

10x Genomics新品Visium HD 开启单细胞分辨率的全转录组空间分析！

欢迎下载Twist《不断变化的CRISPR筛选格局》电子书

单细胞测序入门大讲堂 - 深入了解从第一个单细胞实验设计到数据质控与可视化解析

下载《细胞内蛋白质互作分析方法电子书》