纽约(基因组网)-一个由索尔克研究所领导的团队绘制了人类甲基化组的地图，深入了解了各种组织的DNA甲基化模式。
通过分析来自4个个体的18种组织类型，索尔克的约瑟夫·埃克和他的团队绘制了一幅沿基因组的胞嘧啶甲基化图。该图谱连同匹配的基因组和转录组数据，揭示了甲基化模式的组织特异性变异研究人员今天报告说在网上，早期版自然．
埃克在一份声明中说:“我们发现，并不是我们调查的所有器官的甲基化模式都是一样的。”“器官之间甲基化的特征非常明显，我们可以通过观察一个组织的甲基化模式，从而知道该组织是肌肉、胸腺还是胰腺。”
对该图谱的分析还发现，非cg甲基化比之前认为的更普遍，这使研究人员能够预测可能从x染色体失活中逃脱的基因。
为了调查人类表观基因组，特别强调胞嘧啶甲基化，研究人员从4个人的18个不同部位获得了死后组织样本。除了对样本进行MethylC-seq外，他们还进行了mRNA-seq和基因组测序。
由此，他们报告说，他们检测的大约15%的CG位点甲基化差异。根据研究人员的说法，他们发现的大约60%的甲基化差异区域是新的。
Ecker和他的同事们说，这些不同甲基化区域的低甲基化与组织特异性功能有关。例如，他们报告说，主动脉组织中强烈的低甲基化区域与位于MYH10附近的主动脉特异性超级增强子重叠，MYH10是一种参与血管功能的基因。
当研究人员对不同甲基化区域的低甲基化进行分层聚类分析时，属于同一器官系统的组织(如心脏和肌肉组织)倾向于聚集在一起。他们在转录组水平的数据中观察到类似的聚类。
此外，这些甲基化差异区域的甲基化与基因表达呈负相关，在转录起始位点附近的位点，这种相关性变得更强。研究人员指出，最强烈的负相关实际上不是在基因启动子上，而是在启动子的下游位置。
埃克补充说:“在过去，人们真的认为启动区或上游区域是所有事情发生的地方。”“但我们发现，与基因转录最相关的甲基化变化通常在启动子的下游区域。”
他和他的同事还发现，预测的增强子和假定的启动子加在一起只占基因内甲基化差异区域的一半左右。
其余未定义的基因内差异甲基化区域(uiDMRs)可能代表一种以前未被识别的功能元件类型。研究人员补充说，这些uiDMRs的甲基化与包含它们的基因的表达密切相关。
此外，Ecker和他的团队还发现了非cg甲基化的证据，这种甲基化之前在人类胚胎干细胞和其他一些细胞类型中发现过。他们进一步报道，这种mCH甲基化可以根据甲基化的背景分为两组，无论它是落在TNCAC还是NNCAN基序中。
第一作者马修·舒尔茨在一份声明中说:“以前唯一观察到的地方是大脑、骨骼肌、生殖细胞和干细胞。”他曾是埃克实验室的研究生，现在在人类长寿研究所工作。“所以，在各种正常成人组织中看到它真的很令人兴奋。”
他们还注意到mCG与mCH的表达呈负相关，除了在脑细胞中，mCH水平在分化过程中下降。
甲基组图谱还强调了女性特异性启动子mCG低甲基化和基因体mCH高甲基化，这似乎标志着逃脱X染色体失活的基因。他们补充说，基因体mCH特别能够预测双等位基因表达的基因。
例如，他们发现像FUNDC1这样的基因在除神经元外的许多组织中表现出女性特异性的高甲基化，这向研究人员表明，X失活逃逸可能存在组织依赖性调节。
Ecker和他的同事还认为，这种甲基组图可以帮助研究人员了解疾病和表观遗传学之间的相互作用。
“你可以想象，最终，如果有人有问题，活组织检查可能不仅要观察细胞或基因的特征，还要观察表观基因组，”埃克说。