何川教授最新表观遗传学研究成果

　　2016年10月08日讯 DNA N6-甲基脱氧腺苷（6mA）是一个众所周知的原核DNA修饰，已被证明存在于真核生物DNA中，并发挥表观遗传学的作用。近期，来自美国芝加哥大学、中科院动物研究所和浙江大学的研究人员，在Nature子刊《Nature Communications》发表一项研究表明，在脊椎动物的早期发育过程中，6mA积累了多达0.1%到0.2%的脱氧腺苷，但是随着胚胎发育的进展减少至本底水平。在这个过程中，很大一部分6mA位于基因组中的重复区域。

　　加州大学的何川教授、中科院动物研究所的陈大华（Dahua Chen）研究员和浙江大学动物科学学院的汪以真（Yizhen Wang）教授，是本文共同通讯作者。

　　动态的DNA甲基化使遗传代码扩大至超越四种碱基，并携带重要的表观遗传信息，可以在细胞或生物体的后代之间进行传递。DNA甲基化--如N4-methyldeoxylcytosine, 5-methyldeoxycytosine （5mC or m5dC）和N6-methyldeoxyadenosine （6mA or m6dA），已知存在于生物体内，并具有功能性的作用。在限制修饰系统中，N4-methyldeoxylcytosine和6mA主要被原核生物用来保护自己的基因组免于外源DNA入侵，而5mC最出名的是在真核生物中发挥重要的表观遗传学作用，特别是在哺乳动物和植物中。

　　虽然5mc和6mA是几乎在几十年前的同一时间被发现的，但是对于6mA的关注因其在多细胞真核生物中的低丰度和技术的局限性，而受到限制。在大多数细胞和脊椎动物组织中（包括哺乳动物），6mA被检测的水平有几个到几十ppm（百万分之一），或者使用现代质谱技术根本检测不到。在大多数生物中，6mA的丰度极低，在与DNA碱基损伤相同的一个水平上，已现引起了人们对于“m6A的功能相关性”的质疑。就在最近，该研究小组和其他学者报道了6mA在衣藻、秀丽隐杆线虫和果蝇中的发现和表征，表明其潜在的表观遗传学功能。

　　在衣藻中，6ma位于转录起始位点附近的AT基序中。它标志着活跃基因以及与核小体定位相关。在秀丽隐杆线虫和果蝇的基因组中，6mA分别影响代际遗传和某些转座子的表达。虽然我们一直致力于脊椎动物和哺乳动物中的6mA研究，最近发表的一项研究报道称，在非洲爪蟾和哺乳动物中检测到了6mA，尽管观察到的6mA水平非常低（0.00009%）。最近的一项研究在哺乳动物中检测到了潜在的6mA去甲基酶，这仍然需要通过生理生化研究加以证实。即使经过了富集，所报道的6mA报道水平还是比较低。这种修饰被发现在编码区中被耗尽，并可能存在于在AG序列内容。

　　在这项工作中，研究人员在斑马鱼和猪中描述了DNA 6mA修饰。结果发现，6mA在早期胚胎发育积累到比较高的丰度（6mA/A高达0.1%-0.2%），但是随着发育的进展衰减至本底水平。在这个过程中，大量的6mA位于基因组中的重复区域。