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去甲基化被認為是主動去甲基化。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甲基化水平會有明顯降低，導(dǎo)致DNA的被動去甲基化。 

　　鄭輝課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，細胞增殖過程中的DNA的甲基化遺傳雖然主要是由DNMT1在細胞周期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)在細胞周期的G2/M期以及G1期完成。這一需求在細胞增殖加快或者DNMT1表達受到抑制時更加明顯。這樣的情況就導(dǎo)致細胞的整體DNA甲基化水平在G1期明顯高于G2/M期。進一步的全基因組甲基化測序表明，這樣的差距更多地集中在一些在多能干細胞特異性高表達的基因上。因此，當(dāng)被動組DNA去甲基化發(fā)生時，這些基因會發(fā)生更強的去甲基化。研究團隊通過進一步研究發(fā)現(xiàn)：促進細胞增殖或者抑制DNMT1表達，可以有效誘導(dǎo)被動DNA去甲基化，誘導(dǎo)一些多能性基因（Oct4，Nanog等）發(fā)生更強的去甲基化，從而進一步促進體細胞重編程。 

　　課題組的前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)體細胞重編程效率與細胞周期發(fā)生的次數(shù)而不是重編程的時間呈正相關(guān)。而該研究提示其中機制可能是：重編程過程中的每一次細胞周期都相當(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。

　　論文鏈接

細胞在G1期中的DNA甲基化水平比在G2/M期中的高。被動的DNA去甲基化則進一步加大此類差距，進而調(diào)控下游通路。