為了維持肌體內所有類(lèi)型細胞的正常發(fā)育及功能，身體需要謹慎控制一些基因的開(kāi)啟或關(guān)閉。近日，墨爾本科學(xué)家首次展示了一種叫做SMCHD1的蛋白，它在基因調控過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用，在必要時(shí)將需要抑制的基因聚集到特定區域，并在該區域有效禁用它們的功能，從而有助于監控身體健康。
這項發(fā)現于8月20日以“Smchd1 regulates long-range chromatin interactions on the inactive X chromosome and at Hox clusters”為題發(fā)表在《Nature Structural & Molecular Biology》雜志。
來(lái)自沃爾特和伊萊扎?霍爾研究所的Natasha Jansz博士、James Murphy副教授、Marnie Blewitt副教授等合作者領(lǐng)導了這項研究。作者們認為，了解SMCHD1的運作方式有助于開(kāi)發(fā)治療因SMCHD1功能異常導致的疾病的藥物（如肌肉萎縮甚至癌癥等）。
基因的“控制室”
在這項研究中，Blewitt及其同事發(fā)現，SMCHD1是一種高度戰略性的蛋白，能夠從染色體的不同部分識別和收集基因；然后，SMCHD1將基因聚集到細胞核內特定的區域，并在那里將它們有效地沉默。
Hox基因是生物體中一類(lèi)專(zhuān)門(mén)調控生物形體的基因，一旦這些基因發(fā)生突變，就會(huì )使身體的一部分變形。令研究人員驚訝的是，他們發(fā)現SMCHD1在破壞Hox基因中是必需的。
“SMCHD1從染色體的不同點(diǎn)提取出Hox基因，進(jìn)入一種特定“控制室”將其沉默。” Jansz博士說(shuō)，“知道Hox基因是如何被調節的非常重要，因為當它們不按應有的方式運作時(shí)，會(huì )對發(fā)育產(chǎn)生深遠的影響。例如，Hox基因有缺陷的蒼蠅可能從頭部長(cháng)出腿。此外，Hox基因還經(jīng)常在癌癥中被開(kāi)啟，并推動(dòng)腫瘤生長(cháng)。”
應對多重病癥
Blewitt副教授說(shuō)，關(guān)于SMCHD1如何運作的基本知識可能有助于研究人員為SMCHD1引起的疾病開(kāi)發(fā)潛在的治療方法，例如：
面部肩胛肱型肌營(yíng)養不良癥2型(FSHD2)，是一種進(jìn)行性肌肉萎縮疾病，目前尚無(wú)治療方法，而有助于提高SMCHD1活性的藥物可用于治療該癥狀；
Prader-Willi綜合征，是一種遺傳性疾病，除異常癥狀外，還會(huì )導致肌無(wú)力和持續饑餓，從而導致肥胖和2型糖尿病，有助于抑制SMCHD1活性的藥物或能治療該病。
研究人員進(jìn)一步解釋?zhuān)琍rader-Willi綜合征的發(fā)生是因為一組特定的基因處于休眠狀態(tài)無(wú)法開(kāi)啟。如果能夠找到激活這組基因的方法，他們可能能夠開(kāi)發(fā)針對這種疾病的靶向治療。
Murphy指出，目前他們正在分析一個(gè)超120，000個(gè)藥物樣分子的文庫，看看這些化合物是否有助于促進(jìn)或抑制SMCHD1活性，這取決于使SMCHD1活性恢復正常所需的條件。
“既然已經(jīng)明確SMCHD1是如何控制基因的，監控這些化合物是否以正確的方式工作就有跡可循了。這將有助于我們開(kāi)發(fā)靶向藥物，以在SMCHD1出現異常時(shí)進(jìn)行干預。” Murphy總結。
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