DNA甲基化和去甲基化的研究現(xiàn)狀及思考

鄧大君

北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院／研究所, 北京 100142

DNA甲基化和去甲基化的研究現(xiàn)狀及思考

鄧大君

北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院／研究所, 北京 100142

DNA甲基化通過調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄、印記、X染色體滅活和防御外源性遺傳物質(zhì)入侵等, 在細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育、環(huán)境適應(yīng)和疾病發(fā)生發(fā)展上發(fā)揮重要作用, 是當(dāng)前表觀遺傳學(xué)研究的熱點領(lǐng)域之一。文章介紹了在過去幾年中TET介導(dǎo)的DNA羥甲基化及其在早期胚胎發(fā)育中的作用, DNA主動去甲基化及其與被動去甲基化的關(guān)系, DNA甲基化建立及其與組蛋白修飾、染色質(zhì)構(gòu)象、多梳蛋白和非編碼RNA結(jié)合等關(guān)系方面的重要研究進(jìn)展和存在的問題以及DNA甲基化的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。

DNA甲基化; 去甲基化; 表觀遺傳學(xué); 穩(wěn)態(tài); 轉(zhuǎn)化研究

DNA甲基化是指DNA序列中的腺嘌呤(A)或胞嘧啶(C)堿基在甲基化轉(zhuǎn)移酶的催化下與甲基發(fā)生共價結(jié)合, 可在細(xì)胞分裂過程中傳遞給子細(xì)胞的表觀遺傳現(xiàn)象。由DNA腺嘌呤甲基化酶(DNA adenine methylase, DAM)催化形成的 O6-甲基腺嘌呤(6mA)是一種CTA G序列復(fù)制后維持甲基化, 在細(xì)菌表觀遺傳過程中發(fā)揮作用, 具體功能包括染色體復(fù)制、錯配修復(fù)、毒力基因表達(dá)控制、外源性基因防御等[1,2]。近年發(fā)現(xiàn) DNA腺嘌呤甲基化還參與細(xì)菌細(xì)胞周期控制[3]。細(xì)菌DNA腺嘌呤甲基化的具體過程及功能已經(jīng)研究的比較清楚, 本文不做進(jìn)一步敘述。存在于高等生物細(xì)胞內(nèi)的 C5-甲基胞嘧啶(5mC)由一組DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNA methyltransferase, DNMT)催化形成, 包括從頭甲基化和DNA復(fù)制后維持甲基化兩種形成途徑。在成年脊椎動物體細(xì)胞中主要發(fā)生在胞嘧啶-鳥嘌呤(G)二核苷酸(CpG)位點上; 在植物細(xì)胞和動物胚胎干細(xì)胞還可發(fā)生在非CpG位點上?！?br>