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生物通報道  近日由來自冷泉港實驗室，霍德華休斯醫(yī)學(xué)院，南加州大學(xué)等處的研究人員組成的一個研究小組在表觀基因組學(xué)研究中取得突破性進展，相關(guān)研究成果分別在線發(fā)表在*學(xué)術(shù)期刊《細胞》（Cell）及其子刊《分子細胞》（molecular cell）上。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究小組的是冷泉港實驗室的Gregory J. Hannon教授以及南加州大學(xué)的Andrew D. Smith教授，前者是小RNA研究領(lǐng)域的，曾主編了冷泉港實驗室技術(shù)手冊：《MicroRNA研究方法》等，后者是甲基化研究領(lǐng)域的學(xué)者。

 

Sperm Methylation Profiles Reveal Features of Epigenetic Inheritance and Evolution in Primates. Cell, Volume 146, Issue 6, 1029-1041, 16 September 2011

在哺乳動物早期發(fā)育階段，比如精細胞，和胚胎前植入階段，細胞中的DNA會發(fā)生幾乎*的甲基化重洗牌，這對于發(fā)育階段具有重要的意義。

在這篇文章中，研究人員比對了人類精子，黑猩猩精子，以及人類胚胎干細胞的胞嘧啶甲基化變化，分析了這些甲基化發(fā)生的區(qū)域，從中發(fā)現(xiàn)雖然在胚胎干細胞和精子中，大部分啟動子都逃避了甲基化，但是對應(yīng)的低甲基化區(qū)域表現(xiàn)出了潛在的結(jié)構(gòu)差異。比對人類和黑猩猩的甲基化情況，研究人員發(fā)現(xiàn)了一群差異甲基化啟動子亞群，以及逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子亞群中的顯著差異甲基化，這說明基因組序列中存在明顯的這種進化影響。

這項研究揭示了決定男性精細胞和體細胞DNA甲基化模式差異的特征，以及這些特征元素在人類和黑猩猩中差別。相關(guān)文章被選為封面故事發(fā)布在Cell雜志上。

Directional DNA Methylation Changes and Complex Intermediate States Accompany Lineage Specificity in the Adult Hematopoietic Compartment.Molecular Cell, 15 September 2011

過去的研究表明特定DNA甲基化標(biāo)記在特定細胞系的發(fā)育進程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用，例如指導(dǎo)造血干細胞的命運 ，是致力于骨髓發(fā)育還是致力于淋巴發(fā)育。

在這篇文章中，研究人員針對甲基化影響造血干細胞命運的機制展開了深入研究，并由此獲得了一些令人感到驚訝的研究發(fā)現(xiàn)，提出了當(dāng)前的干細胞分化過程中DNA甲基化機制不同的新觀點。

經(jīng)典的理論普遍認(rèn)為DNA甲基化是一種穩(wěn)定的表觀遺傳學(xué)標(biāo)記，且在細胞分化過程中呈單向性變化，即甲基化程度不斷增高。在新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)DNA甲基化的形式遠比人們原來認(rèn)為的更具動態(tài)性。他們在對幾種不同譜系血細胞及造血干細胞進行檢測后驚訝地發(fā)現(xiàn)這些細胞基因組中的低甲基化區(qū)域（Hypomethylated regions ，HMRs）的寬度存在顯著的差異，其邊界如潮汐漲退一般不斷發(fā)生變化。研究人員認(rèn)為細胞正是通過這種方式而實現(xiàn)對
譜系特異性相關(guān)基因的表達調(diào)控的。而基于這一現(xiàn)象研究人員認(rèn)為在分化的過程中應(yīng)該并非僅存在單向的DNA甲基化變化，而是應(yīng)該呈甲基化和去甲基化雙向動態(tài)變化。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)大量的低甲基化區(qū)域富集在一些特異的調(diào)控因子的結(jié)合區(qū)域附近，表明其有可能在染色質(zhì)構(gòu)型及某些基因調(diào)控表達中發(fā)揮了重要作用。