DNA甲基化尤其是胞嘧啶的甲基化是最重要的表觀(guān)遺傳學(xué)修飾之一，多項生物學(xué)過(guò)程均涉及DNA甲基化水平的調控。近日，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院鄭輝課題組通過(guò)研究細胞增殖過(guò)程中DNA甲基化（胞嘧啶的甲基化）的調控，發(fā)現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(xiàn)發(fā)表于Journal of Biological Chemistry上。 

　　TET家族蛋白介導的DNA去甲基化被認為是主動(dòng)去甲基化。另一方面，DNA在復制的過(guò)程中新合成的子鏈是沒(méi)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(guò)程一般可以保證DNA甲基化在細胞增殖過(guò)程的穩定遺傳。但是，如果這一過(guò)程受到阻礙，DNA甲基化水平會(huì )有明顯降低，導致DNA的被動(dòng)去甲基化。 

　　鄭輝課題組在研究中發(fā)現，細胞增殖過(guò)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(shí)更加明顯。這樣的情況就導致細胞的整體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)生更強的去甲基化。研究團隊通過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現：促進(jìn)細胞增殖或者抑制DNMT1表達，可以有效誘導被動(dòng)DNA去甲基化，誘導一些多能性基因（Oct4，Nanog等）發(fā)生更強的去甲基化，從而進(jìn)一步促進(jìn)體細胞重編程。 

　　課題組的前期研究已經(jīng)發(fā)現體細胞重編程效率與細胞周期發(fā)生的次數而不是重編程的時(shí)間呈正相關(guān)。而該研究提示其中機制可能是：重編程過(guò)程中的每一次細胞周期都相當于在一些多能性基因上誘導去甲基化。 

　　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(dòng)的DNA去甲基化則進(jìn)一步加大此類(lèi)差距，進(jìn)而調控下游通路。