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在一項新的研究中，來自英國利物浦大學和鄧迪大學的研究人員針對細胞如何應對缺氧提出了新見解。他們發現作為DNA和蛋白的復合物，染色質在低氧條件下快速地發生變化。相關研究結果發表在2019年3月15日的Science期刊上，論文標題為“Hypoxia induces rapid changes to histone methylation and reprograms chromatin”。論文通訊作者為利物浦大學的Sonia Rocha教授。
圖片來自CC0 Public Domain。 氧氣對人類生命至關重要。重要的是，在從中風到癌癥的各種人類疾病中都觀察到缺氧。
Rocha說，“了解細胞如何感知和應對低氧是預防損傷和改善患者預后的關鍵。此外，這還解決了生物學中關于如何在細胞中利用氧氣的基本問題。”
這些研究人員想要改進這種理解，特別是著重識別細胞在面臨缺氧時最快啟動的過程。
以前的研究主要集中在“缺氧誘導因子（HIF）”的激活上，HIF是對可用氧的減少作出反應的轉錄因子，并能夠激活數百個基因。但是，眾所周知，這些反應需要幾個小時才能發起。
為了研究更快啟動的過程，這些研究人員在人細胞中尋找了短期缺氧后發生的特定分子變化。他們發現染色質在低氧條件下快速地發生變化，而且這些變化是細胞在數小時后對低氧作出反應所必需的。他們接著發現染色質發生變化的機制是通過抑制一類需要氧氣來激活的酶（比如KDM5A）實現的。這些完全出乎意料的發現首次表明在對氧氣降低作出反應時，染色質的變化先于基因表達的激活。
Rocha教授補充道，“這些酶存在于各種有機體中，并且在進化方面要先于HIF，這提示著這是一種用于感知和應對氧氣可用性變化的古老機制。它還表明靶向這些氧氣依賴性酶可能是一種在未來開發藥物療法的有效途徑?！?/span>
參考資料：Michael Batie et al. Hypoxia induces rapid changes to histone methylation and reprograms chromatin. Science, 2019, doi:10.1126/science.aau5870.
Paolo Gallipoli et al. Histone modifiers are oxygen sensors. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw8373. Cell：細胞治療領域觀察者
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