今日，今日頂尖學術期刊《自然》雜志報道了一篇來自弗吉尼亞大學江浩教授團隊的自然腫瘤做出最新研究論文。該研究發現抑癌蛋白UTX在癌癥抑制上的抑制一個全新機理，有望為未來的生長癌癥治療帶來洞見。《自然》雜志也為該研究專門刊發評論文章，華人介紹這項發現的團隊重要意義。

UTX蛋白是新發現一個組蛋白H3K27的去甲基化酶，在細胞中扮演了染色質調節者的今日角色。具體功能上看，自然腫瘤做出它能夠控制細胞發育和分化，抑制也能抑制癌癥的生長發生。事實上，華人在許多人類的團隊癌癥中，UTX蛋白都會發生突變，新發現這也表明它在癌癥抑制中的今日重要作用。

過去的研究發現，UTX蛋白最常出現的突變類型會讓蛋白的合成提前終止，使其丟失去甲基化酶的催化能力。因此很多人也順理成章地認為這是它失去抑癌能力的原因。但在本論文中，科學家們指出實際情況沒有那么簡單。

要理解之后的發現，我們先來熟悉一個叫做“液-液相分離”的概念。這個術語其實很好理解，就好像水和油都是液體，但如果把水和油混在一起，它們并不會完美融為一體，而是會以分離的狀態共同存在，水還是水，油還是油。

在細胞里，“液-液相分離”的現象很常見。在一些蛋白質的作用下，細胞內會自發形成液滴一樣的凝聚體（condensates）。這些凝聚體里含有很多不同的分子，可以在合適的濃度下發生各種生化反應，對細胞功能具有重要意義。

而本研究則指出，UTX蛋白里有一段無序區域（IDR），在形成這些凝聚體的過程中有著重要作用。而對于UTX蛋白的抑癌作用，它同樣不可或缺。

研究人員們做了一個實驗。他們在缺乏UTX基因的癌細胞里重新引入帶有這段無序區域的UTX蛋白，恢復它們形成凝聚體，促進“液-液相分離”的能力。結果非常明顯——引入后，這些細胞就停止了分裂和生長。有意思的是，如果引入的是缺乏這段區域的UTX蛋白，則達不到抑制癌細胞生長的效果。

有意思的是，即便是來自其它蛋白的無序區域，看似也能部分重塑UTX蛋白的抑癌功能。這些結果清楚表明“液-液相分離”在UTX蛋白的抑癌作用里扮演了重要角色。

▲本研究的示意圖（圖片來源：參考資料[2]）

隨后，研究人員們進一步闡明了背后的機理。原來在“液-液相分離”發生后，UTX會將組蛋白甲基轉移酶MLL4招募到同一個凝聚體之中，增強其功能。此外，UTX在基因組層面上的組蛋白修飾，也依賴于“液-液相分離”的發生。

除此之外，研究人員們還發現在Y染色體上與UTX對應的UTY同源蛋白，具有類似的功能。更有意思的是，UTY的相分離能力比UTX更強，而形成的凝聚體有更少的液態性，UTY凝聚體內的分子運動和碰撞也受限制。UTY的抑癌能力也因此要低于UTX， 而這可能是導致男性患癌比例比女性更高的原因之一。

綜合來看，這項研究表明腫瘤抑制能力也與“液-液相分離”有關，且這一過程中形成的凝聚體提供了一個重要的物理平臺，促進對染色質更好的調節。

注：原文有刪減

參考資料：

[1] Shi, B., Li, W., Song, Y. et al. UTX condensation underlies its tumour-suppressive activity. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03903-7

[2] Protein condensates provide a platform for controlling chromatin, Retrieved September 15, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-02365-1