發(fā)布時(shí)間：2017-09-28來源：供稿：干細(xì)胞所 鄭輝 科教處 黃洲萍
DNA甲基化尤其是胞嘧啶的甲基化是最重要的表觀遺傳學(xué)修飾之一，多項(xiàng)生物學(xué)過程均涉及DNA甲基化水平的調(diào)控。近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院鄭輝課題組通過研究細(xì)胞增殖過程中DNA甲基化（胞嘧啶的甲基化）的調(diào)控，發(fā)現(xiàn)DNA被動(dòng)去甲基化的新作用。相關(guān)研究成果于2017年9月18日在線發(fā)表于Journal of Biological Chemistry上。
TET家族蛋白介導(dǎo)的DNA去甲基化被認(rèn)為是主動(dòng)去甲基化。另一方面，DNA在復(fù)制的過程中新合成的子鏈?zhǔn)菦]有DNA甲基化的，需要由DNMT1在細(xì)胞周期的S期完成DNA 甲基化從母鏈到子鏈的遺傳。這一甲基化遺傳過程一般可以保證DNA甲基化在細(xì)胞增殖過程的穩(wěn)定遺傳。但是，如果這一過程受到阻礙，DNA甲基化水平會(huì)有明顯降低，導(dǎo)致DNA的被動(dòng)去甲基化。
鄭輝課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞增殖過程中的DNA的甲基化遺傳雖然主要是由DNMT1在細(xì)胞周期S期完成的。但是DNMT1在S期的工作并不完善，仍然需要其繼續(xù)在細(xì)胞周期的G2/M期以及G1期完成。這一需求在細(xì)胞增殖加快或者DNMT1表達(dá)受到抑制時(shí)更加明顯。這樣的情況就導(dǎo)致細(xì)胞的整體DNA甲基化水平在G1期明顯高于G2/M期。進(jìn)一步的全基因組甲基化測(cè)序表明，這樣的差距更多地集中在一些在多能干細(xì)胞特異性高表達(dá)的基因上。因此，當(dāng)被動(dòng)組DNA去甲基化發(fā)生時(shí)，這些基因會(huì)發(fā)生更強(qiáng)的去甲基化。研究團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)：促進(jìn)細(xì)胞增殖或者抑制DNMT1表達(dá)，可以有效誘導(dǎo)被動(dòng)DNA去甲基化，誘導(dǎo)一些多能性基因（Oct4，Nanog等）發(fā)生更強(qiáng)的去甲基化，從而進(jìn)一步促進(jìn)體細(xì)胞重編程。
課題組的前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)體細(xì)胞重編程效率與細(xì)胞周期發(fā)生的次數(shù)而不是重編程的時(shí)間呈正相關(guān)。而該研究提示其中機(jī)制可能是：重編程過程中的每一次細(xì)胞周期都相當(dāng)于在一些多能性基因上誘導(dǎo)去甲基化。
該研究受到國家自然科學(xué)基金以及廣東省自然科學(xué)基金的支持。
細(xì)胞在G1期中的DNA甲基化水平比在G2/M期中的高。被動(dòng)的DNA去甲基化則進(jìn)一步加大此類差距，進(jìn)而調(diào)控下游通路。
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