动物DNA甲基化研究现状
2023-02-13麻锦楠
麻锦楠
(云南师范大学,昆明650092)
表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA修饰和非编码RNA等。DNA甲基化作为一种被广泛研究的表观遗传修饰方式,是动物和其他真核生物共享的DNA修饰方式。DNA甲基化是指甲基基团在甲基转移酶的作用下,结合到基因组DNA分子上的生物学过程。DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变,从而调控基因表达(Jinet al.,2011);作为重要的基因组水平的化学修饰,参与了动物生长发育中许多关键过程。当原始生殖细胞向生殖脊转变时,首先通过重编程过程进行全基因组的去甲基化,之后再重新建立新的甲基化形式(Smith & Meissner,2013)。在胚胎发育过程中,也发现了大规模DNA甲基化遗传修饰的改变(Giffordet al.,2013;Xieet al.,2013;Wanget al.,2014)。此外,婴儿的发育过程同样存在DNA甲基化的动态改变,并且DNA甲基化的改变还会受到年龄、疾病、营养等的影响(Chenet al.,2018;Matherset al.,2018;Zhouet al.,2020;He,2022)。本文结合动物DNA甲基化研究文献,综述了DNA甲基化特征、DNA甲基化与基因表达调控、DNA甲基化的生物学意义,以及DNA甲基化检测技术等方面的研究进展。
1 DNA甲基化特征
DNA的4种碱基中,胞嘧啶和腺嘌呤都可以被甲基化,形成5mC和6mA的修饰。胞嘧啶甲基化在原核及真核生物中均广泛存在,但腺嘌呤甲基化主要存在于植物和细菌中(Yi,2017)。细菌中DNA甲基化可以将细菌自身基因组与噬菌体基因组区分开,噬菌体的DNA得以被宿主的限制性酶切割(Chinnusamy & Zhu,2009)。哺乳动物中,CG类型基序最常见,且脊椎动物体细胞中60%~80%的 CpG 位点都是高甲基化的(Schübeler,2015)。但在哺乳动物某些组织(胚胎干细胞、造血干细胞和神经细胞)中,非CG类型的甲基化占比更高(Ramsahoyeet al.,2000)。……
