Trends in Cancer综述|启动子DNA高甲基化激活基因高表达
文章展示
在过去的20年中，二代测序技术（Next-Generation Sequencing，NGS）与基因组和表观遗传学分析方法的快速发展，使人们对哺乳动物表观基因组的调控功能有了新的认识。DNA甲基化（尤其是5mC）是表观遗传学研究的重要方向。提到DNA甲基化调控往往会将它与基因表达沉默相互联系起来。值得关注的是，今年5月在Trends in Cancer（IF 11.093）上发表了一篇关于启动子DNA高甲基化促进反常基因激活的综述。作者Jim Smith所在的实验室主要致力于研究癌症转移的表观遗传机制，他在这篇综述中为我们总结出目前关于启动子DNA高甲基化促进靶基因转录的案例，并进一步讨论了这种反常调控的可能存在的分子机制。
启动子DNA高甲基化促进基因转录
启动子区域的CpG甲基化促进了先前未甲基化和转录沉默的基因转录。红绿灯代表了活性基因的转录（绿灯）和抑制（红灯），染色质结构显示启动子区高甲基化使得“封闭的”异染色质构象转化为“开放的”常染色质构象。
启动子DNA高甲基化促进基因转录的案例
目前报道的关于启动子高甲基化促进基因转录的案例，主要发生在人类早期胚胎发育相关细胞、iPSC，并与肿瘤发生、发展和转移相关。作者为我们总结出目前关于启动子DNA高甲基化调控靶基因激活的案例，具体如下表所示。
表1 启动子DNA高甲基化调控靶基因激活的案例
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这些文章都是通过不同的甲基化测序手段，找到甲基化含量与转录本呈正相关的基因，这为甲基化和转录调控之间的复杂关系提供了新的认识。目前，关于启动子DNA高甲基化诱导基因激活的报道主要停留在这一现象的发现，但对于揭示这一现象具体分子机制的报道还是非常少。
启动子DNA甲基化诱导基因表达的潜在机制
作者基于目前关于DNA高甲基化诱导基因转录潜在机制的一些假设，为我们总结出以下可能存在的几种调控模式：
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展望
目前，关于DNA甲基化诱导基因沉默的机制在肿瘤、疾病、植物等多个领域都开展了深入的研究，而这篇综述所讨论的关于高甲基化诱导的转录激活现象是一个非常有意思的点，也为我们后面关于甲基化的研究提供了新的思路。其中，包括对位点特异性的甲基化编辑的研究，染色质变化的广泛分析，以及对这一现象背后的机制的更详细的探究。
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