编写合成分子代码以打开基因

日本的一个研究小组开发了一种合成分子编码来编写基因激活。“ 美国化学学会杂志”(Journal of the American Chemical Society)中描述的这一过程可能有助于为各种疾病带来未来的基因治疗。

特别是，该代码可以帮助对抗表观遗传突变，后者改变基因表达自身的方式，并可以在帕金森病，阿尔茨海默病和多发性硬化等神经退行性疾病中发挥关键作用。

京都大学综合细胞材料科学研究所的Ganesh Pandian Namasivayam和Sugoshi Hiriyama和他们的同事编造了一个分子代码，模仿了一个能够打开体内基因的关键过程。该代码针对组蛋白，这些蛋白质负责包装DNA，使其适合细胞核。

如果你在单个细胞中展开DNA，它将长约2米。为了适应细胞内部，DNA被紧紧包裹在组蛋白中。当组蛋白经历称为乙酰化的化学过程时，乙酰基被添加到其结构的一部分中。这会松散DNA对蛋白质的附着，从而导致基因活化。

科学家一直在研究影响组蛋白乙酰化以控制基因激活的方法，但目前的方法有其不足之处。例如，一些合成分子很容易被体内的酶降解。其他人的激活基因的能力不一致。

该研究的第一作者Tanichi Taniguchi开发了一种分子程序，可将组蛋白乙酰化酶募集到DNA链的特定部分。这个名为Bi-PIP的程序由两部分组成：溴结构域抑制剂，它可以募集特定类型的组蛋白乙酰转移酶; 和合成的发夹形分子，识别特定的DNA序列。

该代码成功地模拟了天然组蛋白乙酰化过程，并导致活细胞内中枢神经系统相关的特定基因的激活。然而，研究人员指出，需要进一步开展工作来提高Bi-PIP的基因选择性。这项工作增加了一个小分子遗传调节因子库，可以形成表观基因组学和未来基因疗法的基础，以治疗多因素神经退行性疾病。

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