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在過去的 20 年中，二代測序技術(shù)（Next-Generation Sequencing，NGS）與基因組和表觀遺傳學(xué)分析方法的快速發(fā)展，使人們對哺乳動物表觀基因組的調(diào)控功能有了新的認(rèn)識。DNA 甲基化（尤其是 5mC）是表觀遺傳學(xué)研究的重要方向。提到 DNA 甲基化調(diào)控往往會將它與基因表達(dá)沉默相互聯(lián)系起來。值得關(guān)注的是，今年 5 月在 Trends in Cancer（IF 11.093）上發(fā)表了一篇關(guān)于啟動子 DNA 高甲基化促進(jìn)反常基因激活的綜述。作者 Jim Smith 所在的實(shí)驗(yàn)室主要致力于研究癌癥轉(zhuǎn)移的表觀遺傳機(jī)制，他在這篇綜述中為我們總結(jié)出目前關(guān)于啟動子 DNA 高甲基化促進(jìn)靶基因轉(zhuǎn)錄的案例，并進(jìn)一步討論了這種反常調(diào)控的可能存在的分子機(jī)制。
啟動子 DNA 高甲基化促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄
啟動子區(qū)域的 CpG 甲基化促進(jìn)了先前未甲基化和轉(zhuǎn)錄沉默的基因轉(zhuǎn)錄。紅綠燈代表了活性基因的轉(zhuǎn)錄（綠燈）和抑制（紅燈），染色質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示啟動子區(qū)高甲基化使得“封閉的”異染色質(zhì)構(gòu)象轉(zhuǎn)化為“開放的”常染色質(zhì)構(gòu)象。
啟動子 DNA 高甲基化促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的案例
目前報道的關(guān)于啟動子高甲基化促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的案例，主要發(fā)生在人類早期胚胎發(fā)育相關(guān)細(xì)胞、iPSC，并與腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移相關(guān)。 作者為我們總結(jié)出目前關(guān)于啟動子 DNA 高甲基化調(diào)控靶基因激活的案例，具體如下表所示。
表 1 啟動子 DNA 高甲基化調(diào)控靶基因激活的案例
這些文章都是通過不同的甲基化測序手段，找到甲基化含量與轉(zhuǎn)錄本呈正相關(guān)的基因，這為甲基化和轉(zhuǎn)錄調(diào)控之間的復(fù)雜關(guān)系提供了新的認(rèn)識。 目前，關(guān)于啟動子 DNA 高甲基化誘導(dǎo)基因激活的報道主要停留在這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，但對于揭示這一現(xiàn)象具體分子機(jī)制的報道還是非常少。
啟動子 DNA 甲基化誘導(dǎo)基因表達(dá)的潛在機(jī)制
作者基于目前關(guān)于 DNA 高甲基化誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄潛在機(jī)制的一些假設(shè)，為我們總結(jié)出以下可能存在的幾種調(diào)控模式：
展望
目前，關(guān)于 DNA 甲基化誘導(dǎo)基因沉默的機(jī)制在腫瘤、疾病、植物等多個領(lǐng)域都開展了深入的研究，而 這篇綜述所討論的關(guān)于高甲基化誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄激活現(xiàn)象是一個非常有意思的點(diǎn)，也為我們后面關(guān)于甲基化的研究提供了新的思路。 其中，包括對位點(diǎn)特異性的甲基化編輯的研究，染色質(zhì)變化的廣泛分析，以及對這一現(xiàn)象背后的機(jī)制的更詳細(xì)的探究。
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