DNA甲基化
DNA甲基化和去甲基化的机制研究
DNA甲基化和去甲基化的机制研究DNA甲基化和去甲基化是指DNA上的甲基基团的添加和去除，这是一种重要的生物学过程，能够影响基因表达、细胞分化、胚胎发育和染色体稳定性等生物学过程的发生。
DNA甲基化和去甲基化机制的研究一直是生物学的热点领域。
甲基化是指DNA上甲基基团的添加，这种添加通常发生在胞嘧啶上。
DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰，在不同物种中广泛存在。
DNA甲基化通过将甲基基团添加到DNA链上的胞嘧啶，可以直接或间接地影响基因表达、细胞分化、胚胎发育和染色体稳定性等生物学过程的发生。
DNA去甲基化是指DNA上甲基基团的去除。
去甲基化是一种重要的生物化学过程，它能够异位还原DNA甲基化。
DNA去甲基化是通过在甲基化点上引导去甲基化酶作用而发生的。
DNA甲基化和去甲基化的机制一直是生物学家研究的热点。
目前，研究表明，DNA甲基化的主要机制是酶催化。
在大多数物种中，DNA甲基化是由DNA甲基转移酶（DNMTs）家族的成员催化的。
DNMTs可以将甲基基团add到DNA链上的胞嘧啶。
DNA去甲基化的机制不同于甲基化，它是通过DNA去甲基化酶家族（TDGs）来完成的。
DNA去甲基化酶家族能够去除DNA上的甲基基团，从而实现DNA去甲基化。
同时，DNA去甲基化酶家族也能够催化DNA上的其他化学修饰反应，如去除羟基、甲酰基等。
近年来，研究表明，DNA甲基化和去甲基化也是在许多重要疾病的发生中发挥重要作用。
比如，在肿瘤细胞中，DNA甲基化调整和去甲基化缺陷已成为重要的研究课题。
越来越多的研究表明，肿瘤细胞中的DNA甲基化和去甲基化异常与细胞周期的失调、DNA损伤反应和DNA修复异常等密切相关。
针对DNA甲基化和去甲基化异常可以开发出新的癌症诊断方法和治疗策略。
在DNA甲基化和去甲基化的机制研究中，高通量测序技术的发展使得DNA甲基化和去甲基化的全局研究成为可能。
总之，DNA甲基化和去甲基化是生物学中重要的过程，对细胞分化、胚胎发育和染色体稳定性等生物学过程的发生有重要影响。
DNA甲基化与基因表达的关系
DNA甲基化与基因表达的关系DNA甲基化是一种常见的表观遗传学修饰，可以影响基因表达。
甲基化过程通常在细胞分化和胚胎发育期间发生，并且可以受到环境因素的影响。
因此，DNA甲基化被认为是决定细胞命运和功能的关键因素。
本文将探讨DNA甲基化与基因表达之间的关系。
DNA甲基化是什么？DNA甲基化是一种化学修饰，通过将甲基基团添加到DNA分子的氮碳链上来改变DNA序列。
这种化学反应由DNA甲基转移酶催化。
DNA甲基化通常发生在DNA双链脱氧核糖核酸的胞嘧啶（C）的3'位置，即丙酮酸和磷酸二酯链的第五个碳上。
一旦这种修饰发生，DNA就被称为甲基化DNA。
甲基化的DNA序列可以影响基因表达，并且在细胞分化和发育中起着重要作用。
DNA甲基化如何影响基因表达？DNA甲基化可以影响基因表达的多个方面。
首先， DNA甲基化可以在启动子区域和转录因子结合位点上引起DNA环境的改变，进而影响染色质结构。
这些结构改变可以放大或缩小基因表达的影响。
其次，DNA甲基化可以影响DNA与蛋白质之间的互作关系，进而影响染色质的结构和基因转录。
最后，DNA甲基化还可以影响miRNA，这些是可满足RNA分子，通过对 mRNA 的识别和特定结合来调节基因表达。
DNA甲基化与疾病的关系DNA甲基化与许多疾病之间有联系。
其中包括癌症、心血管疾病、糖尿病、肥胖症和各种神经系统疾病。
这些疾病的发生和发展通常与基因表达的改变有关。
最新研究表明，DNA甲基化的过程可能是这些疾病的一个关键机制。
除了疾病，DNA甲基化还与寿命有关。
许多调查都发现DNA 甲基化级别随年龄增加而增加。
这种现象表明，DNA甲基化可能是衰老和寿命限制的一个关键机制。
如何研究DNA甲基化目前，研究DNA甲基化的方法有很多。
其中包括Next-generation sequencing（下一代测序）、MeDIP-Seq、BS-seq和RRBS。
这些技术可以帮助科学家了解DNA甲基化在不同细胞、组织和物种中的分布情况，以及在疾病和发育中的作用。
dna甲基化的过程和机制
dna甲基化的过程和机制
DNA甲基化的过程和机制如下：
DNA甲基化是指在DNA分子的特定位置上添加甲基基团，甲基化后的DNA序列可能发生某些改变，比如可以调节基因的表达等。
甲基化的机制主要涉及到DNA甲基转移酶（DNMT）的作用。
DNMTs是一类能够将甲基基团从S-腺苷甲硫氨酸（SAM）转移到DNA分子上的酶，是DNA甲基化过程的主要参与者。
在DNA甲基化过程中，DNMT首先将SAM转化为活性中间体，然后将活性中间体的甲基基团转移到DNA分子上。
DNA甲基化的过程可以分为以下几个步骤：
识别和结合：DNMT首先识别DNA分子上的特定序列，通常是富含胞嘧啶的区域。
识别后，DNMT结合到DNA分子上，形成一个复合体。
甲基化反应：在复合体中，SAM的甲基基团被转移到DNA分子上，通常是胞嘧啶残基的5位碳原子上。
这个过程涉及到化学键的转移，需要消耗能量。
释放和去甲基化：完成甲基化反应后，DNMT从DNA分子上释放下来，留下甲基化的DNA序列。
在某些情况下，甲基化的DNA序列可以被去甲基化，即甲基基团被去除，恢复到未甲基化的状态。
去甲基化的过程通常涉及到特定的去甲基化酶的作用。
总之，DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式，可以影响基因的表达和功能。
了解DNA甲基化的过程和机制有助于深入理解生物
学和医学中的许多问题，包括发育、疾病和治疗方法等。
DNA甲基化和去甲基化的生物学功能和影响
DNA甲基化和去甲基化的生物学功能和影响DNA甲基化和去甲基化是基因表达调控的重要机制，它们对细胞分化、生长、细胞周期等生物学过程产生深远的影响。
本文将从生物学功能和影响两个角度系统地探讨这一问题。
一、DNA甲基化的生物学功能和影响DNA甲基化是通过在DNA分子上添加甲基基团来改变DNA分子的结构和功能。
在DNA甲基化中，甲基转移酶(为细菌)或DNA甲基转移酶(为真核生物)将甲基基团添加到靶DNA序列的胞嘧啶(CpG)核苷酸上。
在人类基因组中，CpG dinucleotides通常处于低甲基化状态，但是在非编码区几乎不含CpGdinucleotides(称为CpG岛)的地方通常处于高甲基化状态，而编码区则更加复杂和多样化。
DNA甲基化对细胞过程产生多种生物学影响。
1.基因沉默和表达DNA甲基化是基因选择性沉默的一种机制；因此，它在人类疾病的发生和发展中发挥了极其重要的作用。
DNA甲基化通常会促进转录因子的结合并且影响染色体构象，从而影响基因的表达。
2.细胞分化DNA甲基化对细胞分化也有影响。
在神经发育示例中，神经前体细胞和神经细胞中的DNA甲基化水平存在显着差异。
DNA甲基化在心血管发育中也扮演着重要的角色。
3.癌症的发生和发展DNA甲基化在癌症的发生和发展中也起着重要作用。
降低DNA甲基化酶的活性和抑制DNA甲基化可以逆转细胞癌症化的DNA甲基化模式。
二、DNA去甲基化的生物学功能和影响DNA去甲基化是DNA甲基化的逆过程，它通过去除DNA中的甲基基团来影响基因表达和细胞功能。
和DNA甲基化一样，DNA去甲基化也在细胞分化、生长、细胞周期等生物学过程产生深远的影响。
1.基因活化DNA去甲基化可以激发基因的转录活性，从而增加特定基因的表达。
DNA去甲基化在调节细胞周期和细胞成熟方面也发挥着重要作用。
2.基因重编程在胚胎发育期间，DNA去甲基化的爆发活动导致了一系列基因的重编程。
它们包括干细胞基因、胚胎细胞标志物等，在胚胎发育中都发挥着重要作用。
DNA甲基化和基因表达之间的关系
DNA甲基化和基因表达之间的关系DNA甲基化是指在DNA分子中加入一种叫做甲基的小分子，这种小分子会影响基因的表达。
在动物和人类的细胞内，DNA甲基化主要发生在胞嘧啶(C)的5位上的甲基化，这个5位往往富集在CpG二核苷酸上(CpG Islands)，CpG Islands位于基因的启动子和前序区域，对基因的表达有很大的调控作用。
基因表达是指一种生物学过程，使基因的信息被转录成作用蛋白和其他RNA分子的过程，这种转录和翻译作用是生命体系的基础。
DNA甲基化和基因表达之间的关系十分重要，这种关系既可以影响基因的表达，也可以维持或恢复DNA序列的稳定性。
例如，CpG Islands中的DNA甲基化会阻止基因表达，因为甲基化的DNA序列对转录因子的结合具有很高的亲和力，从而阻止了转录因子和RNA聚合酶的结合，导致基因转录受到抑制。
而非甲基化的CpG Islands则会促进基因的表达，因为其DNA序列与转录因子的亲和力较低，更容易被RNA聚合酶识别和转录。
除了影响基因表达外，DNA甲基化还可以维持或恢复DNA序列的稳定性。
例如，在细胞分裂时，DNA甲基转移酶分子可在已经被甲基化的表观遗传标记上识别维持甲基化水平，确保与被复制的DNA序列的匹配，从而保持DNA序列的稳定性。
越来越多的研究表明，DNA甲基化和基因表达之间的关系不仅在正常生理条件下起重要作用，也在很多疾病中发生异常——如肿瘤、糖尿病、自闭症等。
这表明在未来的医学研究中，对DNA甲基化和基因表达之间的关系的理解将成为治疗疾病方面的重要突破口。
虽然这两个过程看起来相互独立，但在分子生物学的研究中，这两个过程是相互关联的。
而由于DNA甲基化和基因表达直接影响生物体的表型性状和行为模式，因此这两个过程也与生物学发展和进化密不可分。
DNA甲基化与基因活性的关系研究
DNA甲基化与基因活性的关系研究DNA甲基化是生物体中最早被发现的一种共价修饰形式，指的是酰胺基上的一个甲基与DNA的C5位结合而形成5-甲基胞嘧啶。
DNA甲基化是细胞分化和细胞中遗传信息的稳定传递的基础，也是后代细胞与对其发生影响的因素之间的重要联系。
然而，DNA甲基化不仅仅对DNA本身亚硫酸化或对DNA自身的开二环作用具有影响，还可以影响到基因的表达和整体基因组的稳定性。
DNA甲基化能够影响细胞的功能和生物过程。
在这些生物过程中，DNA甲基化的状态常常与细胞分化有关。
不同种类的细胞形成与特定的甲基化状态密切相关。
同时，DNA甲基化的变化也能够导致肿瘤细胞与正常细胞之间的差异，因为肿瘤细胞中的DNA常常出现异常的甲基化状态。
近年来，科学家们对DNA甲基化与基因活性之间的联系进行了深入研究。
目前，越来越多的证据表明，DNA甲基化能够影响基因的表达，进而影响生物的生长发育、代谢、分化和免疫等生物过程。
在基因表达调控中，DNA甲基化和其他细胞信号传递分子之间发生相互作用，从而控制特定基因的表达。
DNA甲基化的作用主要是在基因组的启动子区域和调控区域。
DNA甲基化可以改变基因组中的某些核苷酸序列，影响组蛋白修饰模式以及其他下游调控因子的结合状态，从而影响基因的转录和翻译。
研究表明，启动子区域（即TSS周围的区域）中的DNA甲基化状态与基因的表达量呈负相关；而转录终止区域上的DNA甲基化则与基因的表达量呈正相关。
除了影响基因表达之外，DNA甲基化还与人类疾病的发展有关。
DNA甲基化异常的情况与肿瘤、心血管疾病、神经精神疾病和代谢性疾病等很多疾病相关，特别是与肿瘤的发生密切相关。
正常细胞分裂和生长依赖于对基因组的复制和维护，包括基因组的DNA甲基化状态。
然而，当细胞在分裂、生长或代谢过程中被暴露于外部致癌物或其他损伤性环境时，它的DNA甲基化状态可能会发生改变。
这种改变可能导致基因的表达出现错误，为肿瘤细胞的形成打开了一扇窗户。
dna甲基化特点
dna甲基化特点以下是 7 条关于“DNA 甲基化特点”的内容：1. DNA 甲基化就像是基因的小标签，能决定很多东西呢！比如说细胞分化，细胞就会根据这些小标签来决定自己要变成啥样。
就像你上学时选不同的兴趣班一样，这些标签指引着细胞的发展方向呀！2. 嘿，你知道吗，DNA 甲基化是可以遗传的哦！这意味着先辈的一些特征可以通过这个传递下去。
这多神奇呀，不就像家族里流传的宝贝秘密一样嘛！比如有些家族容易得某种疾病，可能就和 DNA 甲基化有关呢。
3. DNA 甲基化还特别敏感呢！外界环境的变化都可能影响到它。
想象一下，它就像个敏感的小公主，稍微有点风吹草动，它就有反应。
比如抽烟、喝酒这些不良习惯，都可能让它发生改变啊！4. 哇，DNA 甲基化还有一个厉害的特点，它可以调节基因的表达！这就好像是个调控大师，能让基因该活跃的时候活跃，该沉默的时候沉默。
不就像乐队指挥，指挥着各种乐器奏出美妙的音乐一样嘛！要是这个调控乱了套，那可不得了。
5. 你想想看，DNA 甲基化一直默默地在我们体内工作着，多辛苦呀！它就像一个勤劳的小蜜蜂，一直为了我们的身体正常运转努力着。
比如在胚胎发育的时候，它可起了大作用呢！6. DNA 甲基化有时候也挺“固执”的呢！一旦形成了某种模式，还不太容易改变。
这不就像一个人的习惯，养成了就很难改掉。
像一些慢性疾病，会不会就和它这种“固执”有关啊？7. 哎呀，DNA 甲基化可真的是生物学里的一个神奇存在啊！它的这些特点让我们对生命的奥秘又有了更深的探索。
它就像是一把打开神秘大门的钥匙，让我们不断去发现新的东西。
难道我们不应该更加深入地去研究它吗？我的观点结论是：DNA 甲基化有着诸多独特且至关重要的特点，这些特点深深影响着我们的生命活动，值得我们不断深入探究。
DNA甲基化与基因表达的关系
DNA甲基化与基因表达的关系DNA甲基化是一种重要的基因调控方式，它通过在DNA分子上添加甲基化基团来影响基因的表达。
在这个过程中，DNA上的腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）之间的关系被打破，并且甲基基团被添加到胞嘧啶（C）的位置，从而产生了5-甲基胞嘧啶（5-mC）。
在这个过程中，DNA的物理特性和化学性质都会发生变化，从而影响基因的转录和表达。
DNA甲基化被广泛应用于人类疾病的研究中。
它是一种前期基因组测序技术，可以用于检测基因的变异和异常。
这个技术已经被用于多种人类疾病的研究中，例如肝癌、结肠癌、肾衰竭、心脏病和自闭症等。
DNA甲基化与基因表达之间存在着复杂的相互关系。
一方面，DNA甲基化可以抑制基因的转录，并阻止RNA聚合酶和蛋白质复合体在该区域上的结合。
这样，基因的表达就被抑制了。
另一方面，DNA甲基化还可以促进基因的转录，这是因为它可以影响染色质弹性和稳定性，从而有助于蛋白质复合体的结合。
除此之外，还有一些现象表明，DNA甲基化与基因表达之间并不是简单的直接关系。
例如，一些研究显示，高度甲基化的DNA包含的区域经常与某些基因的转录活性相关，而这些基因本身并没有甲基化。
这时，甲基化显然不是因果作用，而是间接影响。
其他一些证据表明，DNA甲基化可能会相互作用，形成不同的甲基化模式，从而影响基因的表达。
因此，我们需要更深入的探究DNA甲基化与基因表达之间的关系，以便更好地理解基因调控机制。
DNA甲基化与基因表达的研究对于未来医学的发展具有重大意义。
它可以为疾病的诊断和治疗提供更准确的标志物，并帮助我们更好地理解细胞的生物学功能。
但是，这个领域还需要更广泛和深入的研究。
我们需要更好地了解DNA甲基化的机制和动力学，以及DNA甲基化模式与重要生物学进程之间的关系。
这将有助于揭示这些复杂的机制如何在疾病发生和发展中起作用，并为新的诊断和治疗方法奠定基础。
总之，在DNA甲基化与基因表达之间的关系中，复杂的相互作用和调节机制需要更深入的研究，以实现更好的医学应用。
植物基因组学中的DNA甲基化
植物基因组学中的DNA甲基化DNA甲基化是一种非常重要的生物学研究内容，尤其是在植物基因组学领域。
在这篇文章中，我将着重探讨DNA甲基化是什么，以及它在植物基因组中的意义。
什么是DNA甲基化？DNA甲基化是指在DNA链上添加methyl基(-CH3)的一种化学修饰。
这个过程是通过甲基转移酶完成的，甲基转移酶可以将S-adenosylmethionine(SAM)中的methyl基转移至DNA分子上。
DNA甲基化具有良好的可逆性，可以通过DNA脱甲基化酶(DNMT)将methyl基去除。
DNA甲基化作为一种生物化学修饰，对于细胞的生命活动具有重要的影响。
它可以通过改变染色体结构，参与基因转录和表达，并对基因组稳定性产生影响。
人们对于DNA甲基化的研究已经进行了数十年，但是，植物基因组中的DNA甲基化还是相对新的领域，目前尚有许多待探讨的问题。
DNA甲基化在植物基因组中的意义DNA甲基化可以影响植物体内基因的表达。
它可以通过增加或减少methyl基，调整染色体的结构，使得某些区域的基因表达受到抑制或者增强。
这一过程被称为DNA甲基化修饰。
在植物生长与发育的过程中，DNA甲基化具有非常重要的意义。
例如，在植物的胚胎发育中，DNA甲基化可能会影响大量基因的表达。
同时，在植物对外界环境的适应中，DNA甲基化修饰也发挥着至关重要的作用。
例如，在水稻的耐盐性中，DNA甲基化是一个非常重要的调控机制。
研究表明，DNA甲基化可以影响水稻胚胎的基因表达，并提高其耐盐能力。
DNA甲基化的变化还可以影响植物种群的进化。
一个研究表明，在某些植物种群中，DNA甲基化可以产生扩散选择作用。
也就是说，一些部位的DNA甲基化水平高，可以使得植物更加适应特定环境，从而共同进化成一种采取共同策略的种群。
最后，DNA甲基化还可以帮助研究人员对植物基因组的演化历史进行揭示。
通过对DNA甲基化水平不断变化的地区进行比较，可以得到不同基因型间的相似性与差异性，从而为基因组进化历史做出重要贡献。
DNA甲基化的作用
DNA甲基化的作用DNA甲基化是指DNA分子的碳基C5上附加一个甲基基团。
这个过程是通过DNA甲基转移酶来完成的，它可以抑制基因启动子和转录因子的识别和结合，从而影响基因表达的调节。
近年来的研究表明，甲基化还可以在遗传学、免疫学和肿瘤学等方面扮演重要的角色。
DNA甲基化的主要作用DNA甲基化是一个很重要的遗传修饰过程，它可以影响DNA 的结构和功能。
通过甲基化，基因的剪接、保护、复制和修复等过程可以被正常进行，同时可以限制某些基因的表达。
DNA甲基化在细胞分化、胚胎发育、信号转导、免疫调节和肿瘤形成等方面发挥着重要作用。
DNA甲基化与细胞分化在胚胎发育中，DNA甲基化在细胞分化、形态发生和组织分化等方面起到了重要的作用。
在胚胎早期，大多数细胞都拥有相同的基因组，但是由于胚胎内信号的不断变化，细胞开始分化成为不同系别和不同功能的细胞，这一过程是通过DNA甲基化的变化来实现的。
DNA甲基化与免疫调节DNA甲基化在免疫系统中也起着至关重要的作用。
免疫细胞可以通过调节DNA甲基化水平来调节免疫反应的强度和持续时间。
这种调节主要通过调节关键基因的DNA甲基化水平实现的，这些基因会在免疫反应中发挥主要作用，包括细胞因子、表达调节因子、共刺激因子和信号途径中的关键因子。
DNA甲基化与肿瘤形成DNA甲基化在肿瘤形成中也扮演着重要的角色。
许多癌症细胞都具有DNA甲基化的异常表现，这可能是肿瘤细胞分化和增殖出现的原因之一。
DNA甲基转移酶的过度表达也可以导致甲基化异常，从而增加癌症发生的概率。
结语DNA甲基化是一种重要的遗传修饰过程，它可以影响DNA的结构和功能，在细胞分化、免疫调节和肿瘤形成等方面扮演着重要的角色。
未来的研究还需要深入探究DNA甲基化的机制和调节，以及它对人类健康的意义。
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DNA甲基化 DNA甲基化（DNAmethylation）是最早发现的修饰途径之一，大量研究表明，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，从而控制基因表达。 含义： 在甲基转移酶的催化下，DNA的CG两个核苷酸的胞嘧啶被选择性地添加甲基，形成5－甲基胞嘧啶，这常见于基因的5'-CG-3'序列。大多数脊椎动物基因组DNA都有少量的甲基化胞嘧啶，主要集中在基因5'端的非编码区，并成簇存在。甲基化位点可随DNA的复制而遗传，因为DNA复制后，甲基化酶可将新合成的未甲基化的位点进行甲基化。DNA的甲基化可引起基因的失活，DNA甲基化导致某些区域DNA构象变化，从而影响了蛋白质与DNA的相互作用，甲基化达到一定程度时会发生从常规的B-DNA向Z-DNA的过渡，由于Z-DNA结构收缩，螺旋加深，使许多蛋白质因子赖以结合的原件缩入大沟而不利于转录的起始，导致基因失活。另外，序列特异性甲基化结合蛋白（MBD/MeCP）可与启动子区的甲基化CpG岛结合，阻止转录因子与启动子作用，从而阻抑基因转录过程。 DNA甲基化主要形成5－甲基胞嘧啶（5-mC）和少量的N6-甲基腺嘌呤（N6-mA）及7－甲基鸟嘌呤（7-mG） 结构基因： 含有很多CpG结构，2CpG和2GPC中两个胞嘧啶的5位碳原子通常被甲基化，且两个甲基集团在DNA双链大沟中呈特定三维结构。基因组中60%～90%的CpG都被甲基化，未甲基化的CpG成簇地组成CpG岛，位于结构基因启动子的核心序列和转录起始点。有实验证明超甲基化阻遏转录的进行。DNA甲基化可引起基因组中相应区域染色质结构变化，使DNA失去核酶ö限制性内切酶的切割位点，以及DNA酶的敏感位点，使染色质高度螺旋化，凝缩成团，失去转录活性。 5位C甲基化的胞嘧啶脱氨基生成胸腺嘧啶（C-T转换），由此可能导致基因置换突变，发生碱基错配，如果在细胞分裂过程中不被纠正，就会诱发遗传病或癌症。 酶的分类： 动物中DNA甲基转移酶有两种： 1）DNMT1，持续性DNA甲基转移酶——作用于仅有一条链甲基化的DNA双链，使其完全甲基化，可参与DNA复制双链中的新合成链的甲基化，DNMT1可能直接与HDAC（组蛋白去乙酰基转移酶)联合作用阻断转录； 2）DNMT3a、移酶可能参与细胞生长分化调控，其中DNMT3b在肿瘤基因甲基化中起重要作用。 去甲基化 有两种方式：1）被动途径：由于核因子NF粘附甲基化的DNA，使粘附点附近的DNA不能被完全甲基化，从而阻断DNMT1的作用；2）主动途径：是由去甲基酶的作用，将甲基基团移去的过程。在DNA甲基化阻遏基因表达的过程中，甲基化CpG粘附蛋白起着重要作用。虽然甲基化DNA可直接作用于甲基化敏感转录因子E2F、CREB、AP2、CMycöMyn、NF2KB、Cmyb、Ets，使它们失去结合DNA的功能从而阻断转录，但是，甲基化CpG粘附分子可作用于甲基化非敏感转录因子（SP1、CTF、YY1）,使它们失活，从而阻断转录。人们已发现5种带有恒定的甲基化DNA结合域（MBD)的甲基化CpG粘附蛋白。其中MECP2、MBD1、MBD2、MBD3参与甲基化有关的转录阻遏；MBD1有糖基转移酶活性，可将T从错配碱基对TöG中移去，MBD4基因的突变还与线粒体不稳定的肿瘤发生有关。在MBD2缺陷的小鼠细胞中，不含MECP1复合物，不能有效阻止甲基化基因的表达。这表明甲基化CpG粘附蛋白在DNA甲基化方式的选择，以及DNA甲基化与组蛋白去乙酰化、染色质重组相互联系中的有重要作用。 哺乳动物一生中DNA甲基化水平经历2次显着变化，第一次发生在受精卵最初几次卵裂中，去甲基化酶清除了DNA分子上几乎所有从亲代遗传来的甲基化标志；第二次发生在胚胎植入子宫时，一种新的甲基化遍布整个基因组，甲基化酶使DNA重新建立一个新的甲基化模式。细胞内新的甲基化模式一旦建成，即可通过甲基化以“甲基化维持”的形式将新的DNA甲基化传递给所有子细胞DNA分子。 1概述 DNA中碱基的化学修饰近年来一直是生命科学领域研究的热点之一。其中，胞嘧啶第5位碳原子上的甲基化动态修饰研究得较为深入。早在上世纪中叶，科学家就发现DNA胞嘧啶可以被甲基化修饰，修饰之后的碱基称为“5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）”，简称为5mC。后来，又陆续发现了发生在同一个碳原子上的其它修饰，并且这些修饰之间可以相互转化（如图1所示）。 图1（本图取自Wu,） 如上图所示，C可以被DNMT（DNA甲基转移酶）转化为5mC，5mC可
以被TET（一种DNA去甲基化酶）依次转化为5hmC、5fC、5caC，最后由TDG/BER介导的碱基修复机制重新生成C，完成整个循环。 首先讲一下甲基化的过程，也就是在胞嘧啶的5‘碳原子上面加上一个甲基的过程。甲基化的过程主要是由DNAmethyltransferase也就是DNMT来承担的。在真核生物细胞内，不同的物种之间DNMT的数目和结构稍有不同，但大体上具有一定的同源性（图2）。
图2DNMT（图2摘自Goll,） 人类细胞中的情况和老鼠（Musmusculus）中的情况差不多，也是DNMT1、DNMT2、DNMT3A/B和DNMT3L等构成。其中，DNMT1的功能主要是在DNA复制的时候维持DNA的甲基化，DNMT3A、DNMT3B的功能主要是DNA的从头甲基化，而DNMT3L不具有甲基化功能，它对DNMT3A和DNMT3B的催化活性具有调节作用。 在哺乳动物体细胞染色体当中，有一种序列中CG含量比较高，并且CG成对出现，我们把这种CG成对密集出现的序列叫做CpG岛。哺乳动物体细胞的DNA胞嘧啶甲基化主要发生在CpG岛当中（这种规律在植物细胞当中不存在，下文讲的主要是动物细胞DNA甲基化）。在动物的某些较为特殊的细胞当中，如卵母细胞、胚胎肝细胞和成熟的神经细胞当中，CpG岛以外的甲基化现象同样非常显着。不同的细胞甲基化水平千差万别，功能多种多样。 如图3所示：
图3（图3摘自Lister,R.,etal.,,(7271):.） H1细胞为胚胎干细胞，IMR90细胞为人胚肺成纤维细胞。左图中的上下两
个饼图可以看出，在干细胞里面非CpG区域的甲基化水平相对较高。左边的b图可以看出，在OCT4基因附近，CG原件甲基化水平比IMR90低，而CHG和CHH序列的甲基化水平较高。右图可以看出，总体上来说，干性较强的细胞中，非CG甲基化水平较高。 下图（图4）说明了mCG和mCH与神经细胞生长发育的关系。
图4（图4摘自Lister,R.,etal.,GlobalEpigenomic） 在神经元细胞当中，mCH的含量比非神经元细胞的含量高很多，在人的神
经元当中更甚，mCH的占比甚至超过了mCG。左图可以看出mCH和mCG的分布都有一定的位点特异性。从以上两个例子可以看出，DNA甲基化与细胞的生长发育、基因的选择性表达有着密切的关系。 目前为止，研究较为深入的是CpG岛甲基化，非CpG甲基化的功能和调控我们几乎对其一无所知。人类细胞中大约有28million个CpGs，体细胞的CpG岛有60-80%被甲基化修饰。
2甲基化和去甲基化的机制 DNA甲基化的过程发现较早。具体说来，DNMT3A和DNMT3B，负责denovomethylation，即把原来没有发生甲基化修饰的DNA双链进行修饰。在DNA复制的过程中，由于其半保留复制的特性，新合成的两条双链各有一半保留了模板的甲基化胞嘧啶，而新合成的那另外一条单链则没有被修饰。DNMT1的作用就是去识别DNA中那条被修饰的单链的甲基化位点，把没有被甲基化修饰的那条新合成的单链进行修饰，故称之为maintenancemethylation。（图5）
图5（来源于;2(1)::parentalinfluenceonthegenome.） 对DNA去甲基化过程的研究则相对来讲起步较晚。其实在很早之前，人们已经能够观察到DNA当中甲基化水平的变化并且成功纯化出了甲基化酶，然而去甲基化相关的蛋白质一直没能发现。正如上图所示，去甲基化一共有两条途径，activedemethylation和passivedemethylation。在DNA合成的过程中，如果DNMT1不能结合到DNA上去，那么合成的DNA当中5mC的含量便会降低，这种去甲基化的活动是由DNA复制来完成的，因此称为“被动去甲基化”。那么是否存在一些蛋白质能够把5mC变成C，行使“主动”去甲基化功能呢？ 2000年前后的数十年时间里，世界各地的科研工作者卯足了劲，都想成为第一个发现去甲基化酶的人，然而，事与愿违，不止一次有人宣称他们发现了这个去甲基化酶，然而后来事实证明他们是错的。这种情况一直持续到2009年，发表在CNS上的一系列paper宣告了TET去甲基化酶的发现。 2009年-2011年的一系列文章表明，DNA主动去甲基化的过程较为复杂，这个过程需要几步反应（图6）：
图6（来自Kohli,） TET的作用主要是把5mC转化成5hmC，5fC和5caC，此后再经过一些额外的途径将这些中间产物转化为C（TDG-BER蛋白介导的过程）。 研究发现，DNMT1在从头甲基化的过程中也扮演着重要的角色，维持甲基化的过程中DNMT3也发挥了重要的作用；此外，在细胞分裂之前DNA复制的过程中，甲基化似乎也没有之前认为的被那么精确地保留。2014年，