脊椎動物父系基因組主動去甲基化研究進展

孫 冰，謝明樹，陳松林，趙 文

(1.大連海洋大學遼寧省水生生物學重點實驗室，大連116023;2.中國水產科學研究院黃海水產研究所農業部海洋漁業可持續發展重點開放實驗室，青島266071)

在多細胞有機體的發育過程中，不同的細胞和組織需要基因表達的特異性編程。基因表達是由遺傳機制和表觀遺傳機制共同調控的。表觀遺傳包括對DNA本身的修飾(CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化)和/或與之有關蛋白的修飾(磷酸化，乙酰化和組氨酸甲基化)。這些修飾都可以在不改變DNA序列的情況下調控基因表達［1］。每種細胞都有其特有的表觀遺傳特征，這樣才可以使得基因同源的細胞具有不同的結構和功能。

1 DNA甲基化、去甲基化和遺傳外重新編程

DNA甲基化是在不同甲基轉移酶的催化下，從CpG二核苷酸的S-腺苷甲硫氨酸中轉移一個甲基基團至胞嘧啶殘基C5位置上的過程［2-3］。CpG二核苷酸主要存在于與基因相關的CpG島中，并主要成簇存在于基因的啟動子和第一外顯子區域。通常認為這些CpG島位于轉錄和DNA復制的起始位點，并且在復制起始中代表基因組印跡。基因啟動子CpG二核苷酸的甲基化可能會抑制基因表達，這通常是通過干擾其與DNA結合蛋白的接觸，或使其與轉錄抑制因子MeCP2 的結合來實現的［3］。

DNA甲基化是研究最多的一種表觀遺傳學機制之一［4］，通常具有抑制基因表達，使雌性X染色體失活，調控印記基因表達，使轉座因子沉默和調控組織特異性基因表達的作用［5］。在卵子與精子生成過程中，標記與不同甲基化標記等位的母系和父系基因對于調控印記基因的表達具有重要的作用［2］?！?br>