將 DNA 重新放入 DNA 甲基化裡

長期以來， DNA 甲基化模式的由來一直都是個謎。最近的一個研究結果帶來了重大的突破， DNA 本身的序列便是決定此模式的重要因素。

引用 Adrian Bird 的說法，「 Dirk Schubeler 以及他的同事們進行了一個『優美的』實驗，建立了掌管 DNA 序列和甲基化模式之間關係的規則。」


這句話恐怕不是溢美之詞。Dirk Schubeler 以及他的同事們透過嚴格精密的控制，將超過五十種不同的 DNA 片斷安插入老鼠幹細胞中基因體的同一個位置，結果大約 1000 bp 長度的啓動子序列便足以準確地概括幹細胞內 DNA 甲基化的模式。這樣的結果使他們認為 DNA 的甲基化程度是被基因定義的 (genetically defined)，也就是所謂的 cis 。

轉錄行為一直以來被認低甲基化(hypomethylated)的可能中介者。它們的實驗也證實了這一點。許多 DNA 上的轉錄因子結合位子能夠導致低甲基化狀態，經由轉錄因子(transcription factor)的保護，不讓甲基轉移酶 (methytransferases)靠近修飾 DNA。然而出乎意料地，他們觀察到不活躍的轉錄區域也有正確的甲基化現象，指出轉錄並不是影響 DNA 甲基化狀態的關鍵。

最後值得一提的是，儘管研究的結果指出 DNA 本身的序列是決定此甲基化模式的重要因素，在細菌的實驗裡頭同樣 GC-rich 的 CpG islands 就沒有低甲基化程度的現象，顯示不同物種之間可能沒有共同的機制，或者尚待需要未來更多的實驗結果，以解決目前各方實驗數據間的衝突。

Dirk Schubeler 曾於 2006 年獲得 EMBO 傑出年輕研究員的獎項。是 Nature Genetics、Genes & Development 等重量級期刊的常客。專攻於表觀遺傳學 (epigenetics)。目前任職於瑞士的費德瑞克曼斯徹研究機構(Friedrich Miescher Institute, FMI)。

來源：

• Putting the DNA back into DNA methylation, Nature Genetics, Published online 27 October 2011
• Identification of genetic elements that autonomously determine DNA methylation states, Nature Genetics, Published online 02 October 2011