Метилирование ДНК - DNA methylation

ДНК-метилирование.png
Представление ДНК молекула, которая метилирована. Две белые сферы представляют метильные группы. Они связаны с двумя цитозин нуклеотид молекулы, составляющие последовательность ДНК.

Метилирование ДНК это биологический процесс, посредством которого метильные группы добавлены к ДНК молекула. Метилирование может изменить активность сегмента ДНК без изменения последовательности. Когда находится в гене промоутер, Метилирование ДНК обычно подавляет ген транскрипция. У млекопитающих метилирование ДНК необходимо для нормального развития и связано с рядом ключевых процессов, включая геномный импринтинг, Инактивация Х-хромосомы, подавление сменные элементы, старение, и канцерогенез.

Два из четырех оснований ДНК, цитозин и аденин, может быть метилирован. Метилирование цитозина широко распространено в обоих эукариоты и прокариоты, даже несмотря на то, что скорость метилирования ДНК цитозина может сильно различаться между видами: 14% цитозинов метилированы в Arabidopsis thaliana, От 4% до 8% в Physarum,[1] 7,6% в Mus musculus, 2,3% в кишечная палочка, 0,03% в Дрозофила, 0,006% в Диктиостелиум[2] и практически нет (от 0,0002 до 0,0003%) в Caenorhabditis[3] или грибки, такие как Saccharomyces cerevisiae и С. Помбе (но нет N. crassa ).[4][5]:3699 Метилирование аденина было обнаружено в ДНК бактерий, растений, а недавно и в ДНК млекопитающих,[6][7] но получил значительно меньше внимания.

Метилирование цитозина с образованием 5-метилцитозин происходит в той же позиции 5 на пиримидин кольцо, где основание ДНК тимин метильная группа расположена; это же положение отличает тимин от аналогичного основания РНК урацил, не имеющий метильной группы. Спонтанный дезаминирование из 5-метилцитозин превращает его в тимин. Это приводит к несоответствию T: G. После этого восстановительные механизмы вернут исходную пару C: G; в качестве альтернативы они могут заменить G на A, превратив исходную пару C: G в пару T: A, эффективно изменив основание и введя мутацию. Это неправильно введенное основание не будет исправлено во время репликации ДНК, поскольку тимин является основанием ДНК. Если несоответствие не исправлено, и клетка входит в клеточный цикл, нить, несущая Т, будет дополнена буквой A в одной из дочерних клеток, так что мутация станет постоянной. Почти универсальный замена урацила тимином в ДНК, но не в РНК, возможно, возник как механизм контроля ошибок, чтобы облегчить удаление урацилов, образующихся в результате спонтанного дезаминирования цитозина.[8] Считается, что метилирование ДНК, а также многие из его современных ДНК-метилтрансфераз произошли от примитивной активности метилирования РНК в раннем мире, и это подтверждается несколькими линиями доказательств.[9]

У растений и других организмов метилирование ДНК обнаруживается в трех различных контекстах последовательности: CG (или CpG ), CHG или CHH (где H соответствует A, T или C). Однако у млекопитающих метилирование ДНК почти исключительно обнаруживается в динуклеотидах CpG, причем цитозины на обеих цепях обычно метилированы. Однако метилирование не-CpG может наблюдаться в эмбриональном стволовые клетки,[10][11][12] а также было указано в нейронное развитие.[13] Кроме того, метилирование не-CpG также наблюдалось у кроветворный клетки-предшественники, и это происходило в основном в контексте последовательности CpApC.[14]

Сохраненная функция метилирования ДНК

Типичный ландшафт метилирования ДНК у млекопитающих

Пейзаж метилирования ДНК позвоночных очень специфичен по сравнению с другими организмами. У млекопитающих около 75% динуклеотидов CpG метилировано в соматические клетки,[15] и метилирование ДНК появляется как состояние по умолчанию, которое должно быть специально исключено из определенных мест.[12][16] Напротив, геном большинства растений, беспозвоночных, грибов или простейших демонстрирует «мозаичные» паттерны метилирования, когда нацелены только определенные геномные элементы, и они характеризуются чередованием метилированных и неметилированных доменов.[17][18]

Высокое метилирование CpG в геномах млекопитающих связано с эволюционной ценой, поскольку увеличивает частоту спонтанных мутаций. Потеря аминогрупп происходит с высокой частотой для цитозинов с различными последствиями в зависимости от их метилирования. Метилированные остатки C спонтанно дезаминируют с образованием остатков T с течением времени; следовательно, динуклеотиды CpG устойчиво дезаминируются до динуклеотидов TpG, о чем свидетельствует недостаточная представленность динуклеотидов CpG в геноме человека (они встречаются только с 21% ожидаемой частоты).[19] (С другой стороны, спонтанное дезаминирование неметилированных остатков C приводит к образованию остатков U, изменение, которое быстро распознается и исправляется клеткой.)

Острова CpG

У млекопитающих единственное исключение из этого глобального истощения CpG находится в особой категории GC- и CpG-богатых последовательностей, называемых CpG-островками, которые обычно неметилированы и, следовательно, сохраняют ожидаемое содержание CpG.[20] Островки CpG обычно определяются как области с 1) длиной более 200 пар оснований, 2) содержанием G + C более 50%, 3) отношением наблюдаемого к ожидаемому CpG более 0,6, хотя иногда используются другие определения.[21] Исключая повторяющиеся последовательности, в геноме человека насчитывается около 25000 CpG-островков, 75% из которых имеют длину менее 850 пар оснований.[19] Они являются основными регуляторными единицами, и около 50% островков CpG расположены в промоторных областях генов, в то время как еще 25% лежат в телах генов, часто выступая в качестве альтернативных промоторов. И наоборот, около 60-70% генов человека имеют островок CpG в своей промоторной области.[22][23] Большинство CpG-островков конститутивно неметилированы и обогащены пермиссивными модификация хроматина такие как метилирование H3K4. В соматических тканях только 10% CpG-островков метилированы, большинство из них располагается в межгенных и внутригенных областях.

Репрессия CpG-плотных промоторов

Метилирование ДНК, вероятно, в некоторой степени присутствовало у очень ранних предков эукариот. Практически в каждом проанализированном организме метилирование в промоторных областях отрицательно коррелирует с экспрессией генов.[17][24] CpG-плотные промоторы активно транскрибируемых генов никогда не метилируются, но, наоборот, транскрипционно молчащие гены не обязательно несут метилированный промотор. У мышей и человека около 60–70% генов имеют CpG-островки в их промоторной области, и большинство этих CpG-островков остаются неметилированными независимо от транскрипционной активности гена как в дифференцированных, так и в недифференцированных типах клеток.[25][26] Следует отметить, что в то время как метилирование ДНК CpG-островков однозначно связано с репрессией транскрипции, функция метилирования ДНК в CG-бедных промоторах остается неясной; хотя есть мало свидетельств того, что это могло быть функционально значимым.[27]

Метилирование ДНК может влиять на транскрипцию генов двумя способами. Во-первых, метилирование самой ДНК может физически препятствовать связыванию транскрипционные белки к гену,[28] и, во-вторых, что, вероятно, более важно, метилированная ДНК может быть связана белками, известными как метил-CpG-связывающий домен белки (МБД). МБД белки затем привлекают дополнительные белки к локусу, такие как гистоновые деацетилазы и другие ремоделирование хроматина белки, которые могут изменять гистоны, тем самым образуя компактный неактивный хроматин, называемый гетерохроматин. Эта связь между метилированием ДНК и структурой хроматина очень важна. В частности, потеря метил-CpG-связывающий белок 2 (MeCP2) причастен к Синдром Ретта; и белок 2 метил-CpG-связывающего домена (MBD2) опосредует подавление транскрипции гиперметилированных генов при «раке».

Подавление сменных элементов

Метилирование ДНК является мощным репрессором транскрипции, по крайней мере, в плотных контекстах CpG. Транскрипционная репрессия генов, кодирующих белок, по-видимому, по существу ограничена очень специфическими классами генов, которые должны постоянно молчать и почти во всех тканях. Хотя метилирование ДНК не обладает гибкостью, необходимой для тонкой настройки регуляции генов, его стабильность идеальна для обеспечения постоянного молчания сменные элементы.[29] Контроль транспозонов - одна из самых древних функций метилирования ДНК, которая присуща животным, растениям и множеству простейших.[30] Предполагается даже, что метилирование ДНК развилось именно для этой цели.[31]

Метилирование тела гена высокотранскрибируемых генов

Функция, которая кажется даже более консервативной, чем молчание транспозонов, положительно коррелирует с экспрессией генов. Почти у всех видов, где присутствует метилирование ДНК, метилирование ДНК особенно обогащено в организме высокотранскрибируемыми генами.[17][24] Функция метилирования тела гена изучена недостаточно. Совокупность данных свидетельствует о том, что он может регулировать сращивание[32] и подавляют активность внутригенных единиц транскрипции (криптических промоторов или мобильных элементов).[33] Метилирование гена-тельца, по-видимому, тесно связано с метилированием H3K36. У дрожжей и млекопитающих метилирование H3K36 сильно обогащено в организме высокотранскрибируемыми генами. По крайней мере, в дрожжах H3K36me3 рекрутирует ферменты, такие как деацетилазы гистонов, для конденсации хроматина и предотвращения активации скрытых стартовых сайтов.[34] У млекопитающих PWWP-домен DNMT3a и DNMT3b связывается с H3K36me3, и эти два фермента задействуются в организме активно транскрибируемых генов.

У млекопитающих

Динамика метилирования ДНК во время эмбрионального развития мыши. E3.5-E6 и т. Д. Относятся к дням после оплодотворения. PGC: первичные половые клетки

Во время эмбрионального развития

Основная статья: Перепрограммирование метилирования ДНК

Паттерны метилирования ДНК в значительной степени стираются, а затем восстанавливаются между поколениями у млекопитающих. Практически все метилирования родителей стираются, сначала во время гаметогенез, и снова в начале эмбриогенез, причем каждый раз происходит деметилирование и реметилирование. Деметилирование в раннем эмбриогенезе происходит в доимплантационном периоде в два этапа - первоначально в зигота, затем в течение первых нескольких циклов эмбриональной репликации морула и бластула. Затем происходит волна метилирования во время стадии имплантации эмбриона с островками CpG, защищенными от метилирования. Это приводит к глобальной репрессии и позволяет генам домашнего хозяйства экспрессироваться во всех клетках. На постимплантационной стадии паттерны метилирования зависят от стадии и ткани, с изменениями, которые будут определять каждый индивидуальный тип клеток, стабильно сохраняющихся в течение длительного периода.[35]

В то время как метилирование ДНК не требуется как таковой что касается подавления транскрипции, считается, что это представляет собой «заблокированное» состояние, которое определенно инактивирует транскрипцию. В частности, метилирование ДНК имеет решающее значение для поддержания моноаллельного молчания в контексте геномный импринтинг и Инактивация Х-хромосомы.[36][37] В этих случаях экспрессированные и молчащие аллели различаются своим статусом метилирования, а потеря метилирования ДНК приводит к потере импринтинга и повторной экспрессии Xist в соматических клетках. Во время эмбрионального развития немногие гены изменяют свой статус метилирования, за важным исключением многих генов, специфически экспрессируемых в зародышевой линии.[38] Метилирование ДНК абсолютно необходимо в дифференцированные клетки, поскольку нокаут любой из трех компетентных ДНК-метилтрансфераз приводит к эмбриональной или послеродовой летальности. Напротив, метилирование ДНК невозможно в недифференцированных типах клеток, таких как внутренняя клеточная масса бластоцисты, примордиальные половые клетки или эмбриональные стволовые клетки. Поскольку метилирование ДНК, по-видимому, напрямую регулирует только ограниченное число генов, то, насколько именно отсутствие метилирования ДНК вызывает гибель дифференцированных клеток, остается открытым вопросом.

Из-за явления геномный импринтинг, материнский и отцовский геномы помечены по-разному и должны быть правильно перепрограммирован каждый раз, когда они проходят через зародышевую линию. Поэтому во время гаметогенез, первичные зародышевые клетки должны иметь свои оригинальные паттерны метилирования двупародительской ДНК, стертые и восстановленные в зависимости от пола передающего родителя. После оплодотворения отцовский и материнский геномы снова деметилируются и реметилируются (за исключением дифференциально метилированных областей, связанных с импринтированными генами). Это перепрограммирование, вероятно, необходимо для тотипотентности новообразованного эмбриона и стирания приобретенных эпигенетических изменений.[39]

При раке

Основные статьи: Метилирование ДНК при раке и Регуляция транскрипции при раке

При многих болезненных процессах, таких как рак, промотор гена Острова CpG приобретают аномальное гиперметилирование, что приводит к подавление транскрипции которые могут быть унаследованы дочерними клетками после клеточного деления.[40] Изменения метилирования ДНК были признаны важным компонентом развития рака. Гипометилирование, как правило, возникает раньше и связано с хромосомной нестабильностью и потерей импринтинга, тогда как гиперметилирование связано с промоторами и может возникать вторично по отношению к молчанию гена (супрессора онкогена), но может быть мишенью для эпигенетическая терапия.[41]

Глобальное гипометилирование также вовлечено в развитие и прогрессирование рака посредством различных механизмов.[42] Обычно наблюдается гиперметилирование гены-супрессоры опухолей и гипометилирование онкогены.[43]

Обычно при прогрессировании рака сотни генов отключен или активирован. Хотя подавление некоторых генов при раке происходит в результате мутации, большая часть подавления канцерогенных генов является результатом измененного метилирования ДНК (см. Метилирование ДНК при раке ). Метилирование ДНК, вызывающее молчание при раке, обычно происходит в нескольких CpG сайты в Острова CpG которые присутствуют в промоутеры генов, кодирующих белок.

Измененные выражения микроРНК также заставляют замолчать или активировать многие гены, ведущие к развитию рака (см. микроРНК при раке ). Измененная экспрессия микроРНК происходит через гипер / гипометилирование из CpG сайты в Острова CpG в промоторах, контролирующих транскрипцию микроРНК.

Молчание генов репарации ДНК за счет метилирования CpG-островков в их промоторах, по-видимому, особенно важно при прогрессировании рака (см. метилирование генов репарации ДНК при раке ).

При атеросклерозе

Эпигенетические модификации, такие как метилирование ДНК, связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями, включая атеросклероз. В моделях атеросклероза на животных сосудистая ткань, а также клетки крови, такие как мононуклеарные клетки крови, демонстрируют глобальное гипометилирование со специфическими для генов областями гиперметилирования. Полиморфизмы метилирования ДНК могут использоваться в качестве ранних биомаркеров атеросклероза, поскольку они присутствуют до того, как наблюдаются поражения, что может обеспечить ранний инструмент для обнаружения и предотвращения риска.[44]

Два типа клеток, нацеленных на полиморфизм метилирования ДНК, - это моноциты и лимфоциты, которые испытывают общее гипометилирование. Один из предполагаемых механизмов этого глобального гипометилирования - повышенный гомоцистеин уровни, вызывающие гипергомоцистеинемия, известный фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний. Высокий уровень гомоцистеина в плазме подавляет ДНК-метилтрансферазы, что вызывает гипометилирование. Гипометилирование ДНК влияет на гены, которые изменяют пролиферацию гладкомышечных клеток, вызывают дисфункцию эндотелиальных клеток и увеличивают количество медиаторов воспаления, все из которых имеют решающее значение в формировании атеросклеротических поражений.[45] Высокий уровень гомоцистеина также приводит к гиперметилированию CpG-островков в промоторной области рецептор эстрогена альфа (ERα), вызывая его подавление.[46] ERα защищает от атеросклероза благодаря своему действию в качестве супрессора роста, заставляя клетки гладких мышц оставаться в состоянии покоя.[47] Таким образом, гиперметилирование промотора ERα позволяет клеткам гладкой мускулатуры интимы чрезмерно пролиферировать и вносить вклад в развитие атеросклеротического поражения.[48]

Другой ген, который испытывает изменение статуса метилирования при атеросклерозе, - это ген транспортер монокарбоксилата (MCT3), который производит белок, ответственный за транспорт лактата и других кетоновых тел из многих типов клеток, включая клетки гладких мышц сосудов. У пациентов с атеросклерозом наблюдается усиление метилирования островков CpG в экзоне 2, что снижает экспрессию белка MCT3. Подавление MCT3 нарушает транспорт лактата и значительно увеличивает пролиферацию гладкомышечных клеток, что дополнительно способствует атеросклеротическому поражению. Эксперимент ex vivo с использованием деметилирующего агента Децитабин Было показано, что (5-аза-2-дезоксицитидин) индуцирует экспрессию MCT3 дозозависимым образом, поскольку все гиперметилированные сайты в CpG-островке экзона 2 становятся деметилированными после обработки. Это может служить новым терапевтическим средством для лечения атеросклероза, хотя до сих пор исследований на людях не проводилось.[49]

В старении

У людей и других млекопитающих уровни метилирования ДНК можно использовать для точной оценки возраста тканей и типов клеток, формируя точные данные. эпигенетические часы.[50]

А длительное обучение из близнец Дети показали, что в возрасте от 5 до 10 наблюдались расхождения в паттернах метилирования из-за экологических, а не генетических влияний.[51] При старении происходит глобальная потеря метилирования ДНК.[43]

В исследовании, в котором анализировались полные метиломы ДНК CD4+ Т-клетки у новорожденного, человека в возрасте 26 лет и человека в возрасте 103 лет наблюдали, что потеря метилирования пропорциональна возрасту[нужна цитата ]. Гипометилированные CpG, наблюдаемые в ДНК столетнего возраста по сравнению с новорожденными, покрывали все геномные компартменты (промоторы, межгенные, интронные и экзонные области).[52] Однако некоторые гены с возрастом становятся гиперметилированными, в том числе гены рецептор эстрогена, p16, и инсулиноподобный фактор роста 2.[43]

В упражнении

Было показано, что упражнения высокой интенсивности приводят к снижению метилирования ДНК в скелетных мышцах.[53] Промоутер метилирование PGC-1α и PDK4 сразу же уменьшились после упражнений высокой интенсивности, тогда как PPAR-γ Метилирование не снижалось до трех часов после тренировки.[53] В то же время шесть месяцев физических упражнений у мужчин среднего возраста, которые ранее вели малоподвижный образ жизни, привели к усилению метилирования у жировая ткань.[54] Одно исследование показало возможное увеличение глобального метилирования геномной ДНК белые кровяные клетки с большей физической активностью среди нелатиноамериканцев.[55]

В дифференцировке В-клеток

Исследование, посвященное изучению метилома В-клетки по их циклу дифференцировки, используя весь геном бисульфитное секвенирование (WGBS), показали, что существует гипометилирование от самых ранних стадий до самых дифференцированных стадий. Наибольшая разница в метилировании наблюдается между стадиями В-клеток зародышевого центра и В-клеток памяти. Кроме того, это исследование показало сходство между В-клеточными опухолями и долгоживущими В-клетками в их сигнатурах метилирования ДНК.[14]

В мозгу

Два обзора суммируют доказательства того, что изменения метилирования ДНК в нейронах мозга важны для обучения и памяти.[56][57] Контекстуальный условный страх (форма ассоциативного обучения) у животных, таких как мыши и крысы, происходит быстро и чрезвычайно надежно в создании воспоминаний.[58] У мышей[59] и у крыс[60] контекстуальное кондиционирование страха, в течение 1-24 часов, оно связано с измененным метилированием нескольких тысяч цитозинов ДНК в генах гиппокамп нейроны. Через двадцать четыре часа после контекстного кондиционирования страха 9,2% генов у крыс гиппокамп нейроны дифференцированно метилированы.[60] У мышей[59] при исследовании через четыре недели после кондиционирования метилирование и деметилирование гиппокампа было возвращено к исходным наивным условиям. В гиппокамп необходим для формирования воспоминаний, но воспоминания там не хранятся. Для таких мышей через четыре недели после обусловливания контекстуальным страхом существенная разница CpG метилирования и деметилирования произошли в корковый нейроны во время поддержания памяти, и в их передней поясной коре было 1223 дифференциально метилированных гена.[59] Активные изменения метилирования и деметилирования ДНК нейронов, по-видимому, действуют как регуляторы синаптическое масштабирование и рецептор глутамата торговля в учусь и объем памяти формирование.[56]

ДНК-метилтрансферазы (у млекопитающих)

Возможные пути метилирования и деметилирования цитозина. Сокращения: S-аденозил-L-гомоцистеин (SAH), S-аденозил-L-метионин (СЭМ), ДНК-метилтрансфераза (ДНК МТаза), Урацил-ДНК гликозилаза (UNG)

В клетках млекопитающих метилирование ДНК происходит в основном в положении C5 динуклеотидов CpG и осуществляется двумя основными классами ферментативной активности - поддерживающим метилированием и de novo метилирование.[61]

Поддерживающая активность метилирования необходима для сохранения метилирования ДНК после каждого цикла репликации клеточной ДНК. Без ДНК-метилтрансфераза (DNMT), сам механизм репликации будет производить неметилированные дочерние цепи и, со временем, приводить к пассивному деметилированию. DNMT1 - это предполагаемая поддерживающая метилтрансфераза, которая отвечает за копирование паттернов метилирования ДНК в дочерние цепи во время репликации ДНК. Мышиные модели с обеими копиями DNMT1 являются эмбриональными летальными примерно на 9 день из-за необходимости активности DNMT1 для развития в клетках млекопитающих.

Считается, что DNMT3a и DNMT3b являются de novo метилтрансферазы, которые устанавливают паттерны метилирования ДНК на ранней стадии развития. DNMT3L - это белок, гомологичный другим DNMT3, но не обладающий каталитической активностью. Вместо этого DNMT3L помогает de novo метилтрансферазы за счет увеличения их способности связываться с ДНК и стимулирования их активности. У мышей и крыс есть третий функционал de novo фермент метилтрансфераза, названный DNMT3C, который развился как паралог Dnmt3b путем тандемного дублирования у общего предка грызунов Muroidea. DNMT3C катализирует метилирование промоторов мобильных элементов во время раннего сперматогенеза, активность, которая, как было показано, важна для их эпигенетической репрессии и мужской фертильности.[62][63] Пока неясно, полагаются ли другие млекопитающие, у которых нет DNMT3C (например, люди), на DNMT3B или DNMT3A для de novo метилирование мобильных элементов в зародышевой линии. Ну наконец то, DNMT2 (TRDMT1) был идентифицирован как гомолог ДНК-метилтрансферазы, содержащий все 10 мотивов последовательности, общих для всех ДНК-метилтрансфераз; однако DNMT2 (TRDMT1) не метилирует ДНК, а вместо этого метилирует цитозин-38 в петле антикодона РНК-переносчика аспарагиновой кислоты.[64]

Поскольку многие гены-супрессоры опухолей подавляются метилированием ДНК во время канцерогенез, были попытки повторно экспрессировать эти гены путем ингибирования DNMTs. 5-Аза-2'-дезоксицитидин (децитабин ) это аналог нуклеозида который ингибирует DNMT, улавливая их в ковалентный комплекс на ДНК, предотвращая стадию катализа β-элиминирования, что приводит к деградации ферментов. Однако, чтобы децитабин был активным, он должен быть включен в геном клетки, что может вызвать мутации в дочерних клетках, если клетка не погибнет. Кроме того, децитабин токсичен для костного мозга, что ограничивает размер его терапевтического окна. Эти ловушки привели к разработке методов лечения антисмысловой РНК, которые нацелены на DNMT, разрушая их мРНК и предотвращение их перевод. Однако в настоящее время неясно, достаточно ли нацеливания только на DNMT1 для реактивации генов-супрессоров опухолей, подавленных метилированием ДНК.

В растениях

Значительный прогресс был достигнут в понимании метилирования ДНК у модельных растений. Arabidopsis thaliana. Метилирование ДНК у растений отличается от метилирования ДНК у млекопитающих: в то время как метилирование ДНК у млекопитающих происходит в основном по нуклеотиду цитозина в CpG сайт, в растениях цитозин может быть метилирован по сайтам CpG, CpHpG и CpHpH, где H представляет собой любой нуклеотид, но не гуанин. Общий, Арабидопсис ДНК сильно метилирована, масс-спектрометрии По оценкам анализов, изменению подлежат 14% цитозинов.[5]:Абстрактные

Главный Арабидопсис Ферменты ДНК-метилтрансферазы, которые переносят и ковалентно присоединяют метильные группы к ДНК, - это DRM2, MET1 и CMT3. Оба белка DRM2 и MET1 обладают значительной гомологией с метилтрансферазами млекопитающих DNMT3 и DNMT1 соответственно, тогда как белок CMT3 уникален для царства растений. В настоящее время существует два класса ДНК-метилтрансфераз: 1) de novo класс или ферменты, которые создают новые метки метилирования на ДНК; 2) поддерживающий класс, который распознает метки метилирования на родительской цепи ДНК и передает новое метилирование дочерним цепям после репликации ДНК. DRM2 - единственный фермент, который считается de novo ДНК-метилтрансфераза. Было также показано, что DRM2, наряду с MET1 и CMT3, участвует в поддержании меток метилирования посредством репликации ДНК.[65] Другие ДНК-метилтрансферазы экспрессируются в растениях, но не имеют известной функции (см. База данных хроматина ).

Непонятно, как ячейка определяет расположение de novo Метилирование ДНК, но данные свидетельствуют о том, что во многих (хотя и не во всех) местах РНК-направленное метилирование ДНК (RdDM) участвует. При RdDM специфические транскрипты РНК производятся из матрицы геномной ДНК, и эта РНК образует вторичные структуры, называемые молекулами двухцепочечной РНК.[66] Двухцепочечные РНК через малую интерферирующую РНК (миРНК ) или микроРНК (miRNA ) пути прямого метилирования ДНК de-novo исходного участка генома, который продуцировал РНК.[66] Считается, что такой механизм важен для клеточной защиты от РНК-вирусы и / или транспозоны, оба из которых часто образуют двухцепочечную РНК, которая может быть мутагенной по отношению к геному хозяина. Путем метилирования их геномных местоположений посредством пока еще плохо изученного механизма они отключаются и больше не активны в клетке, защищая геном от их мутагенного действия. Недавно было описано, что метилирование ДНК является основной детерминантой формирования эмбриогенных культур из эксплантатов у древесных растений и считается основным механизмом, объясняющим слабую реакцию зрелых эксплантов на соматический эмбриогенез у растений (Isah 2016).

У насекомых

Дальнейшая информация: Эпигенетика у насекомых

Различные отряды насекомых демонстрируют различные паттерны метилирования ДНК, начиная с почти не обнаруживаемых уровней в мухи к низким уровням в бабочки и выше в настоящие ошибки и некоторые тараканы (до 14% всех сайтов CG в Blattella asahinai ). [67]

Функциональное метилирование ДНК было обнаружено у медоносных пчел.[68][69] Метки метилирования ДНК в основном находятся на теле гена, и современные мнения о функции метилирования ДНК - это регуляция генов посредством альтернативного сплайсинга. [70]

Уровни метилирования ДНК в Drosophila melanogaster практически не обнаруживаются.[71] Чувствительные методы, применяемые к ДНК дрозофилы. Предлагаемые уровни находятся в диапазоне 0,1–0,3% от общего цитозина.[72] Этот низкий уровень метилирования [73] по всей видимости, находится в паттернах геномных последовательностей, которые сильно отличаются от паттернов, наблюдаемых у людей или у других видов животных или растений на сегодняшний день. Геномное метилирование у D. melanogaster было обнаружено по конкретным коротким мотивам (сконцентрированным в определенных мотивах последовательности из 5 оснований, которые богаты CA и CT, но лишены гуанина) и не зависит от активности DNMT2. Кроме того, высокочувствительные подходы масс-спектрометрии,[74] теперь продемонстрировали присутствие низких (0,07%), но значимых уровней метилирования аденина на самых ранних стадиях эмбриогенеза дрозофилы.

В грибах

Много грибы имеют низкие уровни (от 0,1 до 0,5%) метилирования цитозина, тогда как у других грибов метилировано до 5% генома.[75] Это значение, по-видимому, варьируется как среди видов, так и среди изолятов одного и того же вида.[76] Есть также свидетельства того, что метилирование ДНК может быть вовлечено в контроль состояния экспрессия гена в грибах.[нужна цитата ] Однако при пределе обнаружения 250 аттомолей при использовании сверхвысокой чувствительности масс-спектрометрии Метилирование ДНК не было подтверждено у одноклеточных видов дрожжей, таких как Saccharomyces cerevisiae или же Schizosaccharomyces pombe, что указывает на то, что дрожжи не обладают этой модификацией ДНК.[5]:Абстрактные

Хотя пивные дрожжи (Сахаромицеты ), делящиеся дрожжи (Шизосахаромицеты ), и Aspergillus flavus[77] не обнаруживают метилирования ДНК, модельный нитчатый гриб Neurospora crassa имеет хорошо охарактеризованную систему метилирования.[78] Несколько генов контролируют метилирование в Нейроспора и мутация ДНК-метилтрансферазы, дим-2, устраняет все метилирование ДНК, но не влияет на рост или половое размножение. В то время как Нейроспора В геноме очень мало повторяющейся ДНК, половина метилирования происходит в повторяющейся ДНК, включая транспозон реликвии и центромерная ДНК. Способность оценивать другие важные явления на генетическом фоне с дефицитом ДНК-метилазы делает Нейроспора важная система для изучения метилирования ДНК.

У других эукариот

Метилирование ДНК в значительной степени отсутствует у Dictyostelium discoidium.[79] где он встречается примерно в 0,006% цитозинов.[2] Напротив, метилирование ДНК широко распространено у Physarum polycephalum. [80] где 5-метилцитозин составляет до 8% от общего количества цитозина[1]

В бактериях

Аденин или же цитозин метилирование является частью система модификации ограничений из многих бактерии, в котором определенные последовательности ДНК периодически метилируются по всему геному. А метилаза представляет собой фермент, который распознает определенную последовательность и метилирует одно из оснований в этой последовательности или рядом с ней. Чужеродные ДНК (которые не метилированы таким образом), которые вводятся в клетку, разлагаются специфическими для последовательности рестрикционные ферменты и раскололся. Бактериальная геномная ДНК не распознается этими рестрикционными ферментами. Метилирование нативной ДНК действует как своего рода примитивная иммунная система, позволяя бактериям защищаться от инфекции посредством бактериофаг.

Кишечная палочка ДНК-аденин-метилтрансфераза (Dam) - это фермент с массой ~ 32 кДа, который не относится к системе рестрикции / модификации. Последовательность распознавания мишени для Кишечная палочка Dam - это GATC, поскольку метилирование происходит в положении N6 аденина в этой последовательности (G meATC). Три пары оснований, фланкирующие каждую сторону этого сайта, также влияют на связывание ДНК-Dam. Dam играет несколько ключевых ролей в бактериальных процессах, включая восстановление несоответствия, время репликации ДНК и экспрессию генов. В результате репликации ДНК состояние сайтов GATC в Кишечная палочка геном меняется с полностью метилированного на гемиметилированный. Это связано с тем, что аденин, введенный в новую цепь ДНК, неметилирован. Повторное метилирование происходит в течение двух-четырех секунд, за это время исправляются ошибки репликации в новой цепи. Метилирование или его отсутствие является маркером, который позволяет аппарату репарации клетки различать матрицу и формирующиеся нити. Было показано, что изменение активности Dam в бактериях приводит к увеличению скорости спонтанных мутаций. Жизнеспособность бактерий нарушена у мутантов dam, у которых также отсутствуют некоторые другие ферменты репарации ДНК, что дает дополнительные доказательства роли Dam в репарации ДНК.

Одной из областей ДНК, которая дольше сохраняет свой гемиметилированный статус, является начало репликации, который имеет множество сайтов GATC. Это центральный элемент бактериального механизма определения времени репликации ДНК. SeqA связывается с источником репликации, секвестрируя его и тем самым предотвращая метилирование. Поскольку гемиметилированные точки начала репликации неактивны, этот механизм ограничивает репликацию ДНК до одного раза за клеточный цикл.

Экспрессия определенных генов, например, кодирующих пилус выражение в Кишечная палочка, регулируется метилированием сайтов GATC в промоторной области генного оперона. Условия окружающей среды клеток сразу после репликации ДНК определяют, блокируется ли Dam метилирование области, проксимальной или удаленной от промоторной области. После создания паттерна метилирования транскрипция гена пилуса блокируется во включенном или выключенном состоянии до тех пор, пока ДНК снова не реплицируется. В Кишечная палочкаэти пили опероны играют важную роль в вирулентности инфекций мочевыводящих путей. Было предложено[кем? ] что ингибиторы Dam могут действовать как антибиотики.

С другой стороны, ДНК-цитозинметилаза нацелена на сайты CCAGG и CCTGG для метилирования цитозина в положении C5 (C meC (A / T) GG). Другой фермент метилазы, EcoKI, вызывает метилирование аденинов в последовательностях AAC (N6) GTGC и GCAC (N6) GTT.

В Clostridioides difficile, Метилирование ДНК целевого мотива CAAAAA влияет на спороношение, ключевой шаг в передаче болезни, а также в длине клетки, формировании биопленки и колонизации хозяина.[81]

Молекулярное клонирование

Большинство штаммов, используемых молекулярными биологами, являются производными Кишечная палочка K-12 и обладают как Dam, так и Dcm, но есть коммерчески доступные штаммы, которые являются dam- / dcm- (отсутствие активности любой из метилазы). Фактически, можно неметилировать ДНК, экстрагированную из штаммов dam + / dcm +, превращая ее в штаммы dam- / dcm-. Это поможет переваривать последовательности, которые не распознаются чувствительными к метилированию рестрикционными ферментами.[82][83]

В рестрикционный фермент DpnI может распознавать сайты 5'-GmeATC-3 'и переваривать метилированную ДНК. Будучи таким коротким мотивом, он часто встречается в последовательностях случайно, и поэтому его основное использование исследователями заключается в деградации матричной ДНК после ПЦР (В продуктах ПЦР отсутствует метилирование, поскольку в реакции отсутствуют метилазы). Точно так же некоторые коммерчески доступные рестрикционные ферменты чувствительны к метилированию в своих родственных сайтах рестрикции и должны, как упоминалось ранее, использоваться на ДНК, прошедшей через штамм dam- / dcm-, чтобы обеспечить разрез.

Обнаружение

Метилирование ДНК можно обнаружить с помощью следующих анализов, используемых в настоящее время в научных исследованиях:[84]

  • Масс-спектрометрии это очень чувствительный и надежный аналитический метод обнаружения метилирования ДНК. Однако MS, как правило, не информативна относительно контекста последовательности метилирования, что ограничивает возможности изучения функции этой модификации ДНК.
  • Специфическая ПЦР для метилирования (MSP), который основан на химической реакции бисульфита натрия с ДНК, которая превращает неметилированные цитозины динуклеотидов CpG в урацил или UpG, с последующим традиционным ПЦР.[85] Однако метилированные цитозины не будут превращаться в этом процессе, и праймеры предназначены для перекрытия интересующего сайта CpG, что позволяет определить статус метилирования как метилированный или неметилированный.
  • Бисульфитное секвенирование всего генома, также известный как BS-Seq, который представляет собой высокопроизводительный анализ метилирования ДНК по всему геному. Он основан на вышеупомянутой конверсии геномной ДНК бисульфитом натрия, которая затем секвенируется на Платформа секвенирования нового поколения. Затем полученные последовательности повторно выравнивают с эталонным геномом для определения статуса метилирования динуклеотидов CpG на основе несовпадений, возникающих в результате преобразования неметилированных цитозинов в урацил.
  • Бисульфитное секвенирование с пониженным представлением, также известный как RRBS, знает несколько рабочих протоколов. Первый протокол RRBS назывался RRBS и нацелен примерно на 10% метилома, необходим эталонный геном. Позже появилось больше протоколов, которые могли секвенировать меньшую часть генома и более высокое мультиплексирование образцов. EpiGBS был первым протоколом, в котором можно было мультиплексировать 96 образцов в одну полосу секвенирования Illumina, и эталонный геном больше не нужен. Референсная конструкция de novo из прочтений Уотсона и Крика сделала популяционный скрининг SNP и SMP одновременно фактом.
  • В HELP анализ, который основан на дифференциальной способности рестрикционных ферментов распознавать и расщеплять метилированные и неметилированные сайты ДНК CpG.
  • GLAD-PCR анализ, который основан на новом типе ферментов - сайт-специфичных метил-направленных ДНК-эндонуклеазах, которые гидролизуют только метилированную ДНК.
  • Чип-на-чипе анализы, основанные на способности коммерчески полученных антител связываться с белками, связанными с метилированием ДНК, такими как MeCP2.
  • Геномное сканирование рестрикционных ориентиров сложный и сейчас редко используемый анализ, основанный на различном распознавании рестрикционными ферментами метилированных и неметилированных сайтов CpG; Концепция анализа аналогична анализу HELP.
  • Иммунопреципитация метилированной ДНК (MeDIP), аналог иммунопреципитация хроматина, иммунопреципитация используется для выделения метилированных фрагментов ДНК для ввода в методы обнаружения ДНК, такие как ДНК-микрочипы (MeDIP-чип) или Секвенирование ДНК (MeDIP-seq).
  • Пиросеквенирование ДНК, обработанной бисульфитом. Это секвенирование ампликона, созданного нормальным прямым праймером, но биотинилированным обратным праймером для ПЦР выбранного гена. Затем пиросеквенсор анализирует образец, денатурируя ДНК и добавляя к смеси по одному нуклеотиду за раз в соответствии с последовательностью, заданной пользователем. Если есть несоответствие, оно записывается, и отмечается процент ДНК, для которой это несоответствие присутствует. Это дает пользователю процент метилирования на каждый островок CpG.
  • Анализ молекулярного разрыва на активность ДНК-аденинметилтрансферазы - анализ, основанный на специфичности рестрикционного фермента DpnI для полностью метилированных (метилирование аденина) сайтов GATC в олигонуклеотиде, меченном флуорофором и гасителем. Аденинметилтрансфераза метилирует олигонуклеотид, делая его субстратом для DpnI. Разрезание олигонуклеотида DpnI приводит к увеличению флуоресценции.[86][87]
  • Метил-чувствительный Саузерн-блоттинг похож на анализ HELP, хотя использует методы Саузерн-блоттинга для исследования ген-специфических различий в метилировании с использованием рестрикционных перевариваний. Этот метод используется для оценки локального метилирования вблизи сайта связывания зонда.
  • MethylCpG-связывающие белки (MBP) и слитые белки, содержащие только метил-связывающий домен (MBD), используются для разделения нативной ДНК на метилированные и неметилированные фракции. Процент метилирования отдельных CpG-островков может быть определен путем количественной оценки количества мишени в каждой фракции.[нужна цитата ] Чрезвычайно чувствительное обнаружение может быть достигнуто в тканях FFPE с обнаружением на основе определения.
  • Расплав высокого разрешения Анализ (HRM или HRMA) - это пост-ПЦР аналитическая техника. Целевая ДНК обрабатывается бисульфитом натрия, который химически превращает неметилированные цитозины в урацилы, в то время как метилированные цитозины сохраняются. Затем проводят ПЦР-амплификацию с праймерами, предназначенными для амплификации как метилированных, так и неметилированных матриц. После этой амплификации высокометилированные последовательности ДНК содержат большее количество сайтов CpG по сравнению с неметилированными матрицами, что приводит к другой температуре плавления, которая может использоваться для количественного определения метилирования.[88][89]
  • Реконструкция метилирования древней ДНК, метод реконструкции метилирования ДНК с высоким разрешением из образцов древней ДНК. Этот метод основан на естественных процессах деградации, происходящих в древней ДНК: со временем метилированные цитозины распадаются на тимины, тогда как неметилированные цитозины распадаются на урацилы. Эта асимметрия сигналов деградации была использована для восстановления полных карт метилирования Неандерталец и Денисовский.[90] В сентябре 2019 года исследователи опубликовали новый метод определения морфологических признаков по данным метилирования ДНК. Авторам удалось показать, что связывание генов с пониженной регуляцией и фенотипами моногенных заболеваний, при которых нарушены одна или две копии гена, позволяет с точностью около 85% реконструировать анатомические признаки непосредственно из карт метилирования ДНК.[91]
  • Чувствительный к метилированию анализ удлинения однонуклеотидных праймеров (msSNuPE), в котором используются внутренние праймеры, отжигающие прямые 5 'нуклеотида, подлежащего обнаружению.[92]
  • Анализ метилирования Illumina измеряет локус-специфическое метилирование ДНК с помощью матричной гибридизации. Обработанная бисульфитом ДНК гибридизируется с зондами на «BeadChips». Удлинение на одно основание с помощью меченых зондов используется для определения статуса метилирования целевых сайтов.[93] В 2016 году был выпущен чип Infinium MethylationEPIC BeadChip, который опрашивает более 850000 сайтов метилирования в геноме человека.[94]

Дифференциально метилированные области (DMR)

Дифференциально метилированные области, представляют собой области генома с различным статусом метилирования среди множества образцов (ткани, клетки, индивиды или другие), рассматриваются как возможные функциональные области, участвующие в регуляции транскрипции генов. Идентификация DMR среди множества тканей (T-DMR) обеспечивает всесторонний обзор эпигенетических различий между тканями человека.[95] Например, эти метилированные области, которые являются уникальными для конкретной ткани, позволяют людям различать тип ткани, такой как сперма и вагинальная жидкость. Текущее исследование, проведенное Ли и др., Показало, что DACT1 и USP49 положительно идентифицировали сперму путем изучения T-DMR.[96] Использование T-DMR оказалось полезным при идентификации различных биологических жидкостей, обнаруженных на местах преступления. Исследователи в области судебной медицины в настоящее время ищут новые T-DMR в генах, чтобы использовать их в качестве маркеров в судебном анализе ДНК. DMR между раковыми и нормальными образцами (C-DMR) демонстрируют аберрантное метилирование при раке.[97] Хорошо известно, что метилирование ДНК связано с дифференцировкой и пролиферацией клеток.[98] Многие DMR были обнаружены на стадиях разработки (D-DMR). [99] и в перепрограммированном прогрессе (R-DMR).[100] Кроме того, существуют внутрииндивидуальные DMR (Intra-DMR) с продольными изменениями глобального метилирования ДНК наряду с увеличением возраста у данного индивидуума.[101] Существуют также межиндивидуальные DMR (Inter-DMR) с разными паттернами метилирования у нескольких индивидуумов.[102]

QDMR (количественные дифференциально метилированные области) - это количественный подход к количественной оценке различий в метилировании и идентификации DMR из профилей метилирования по всему геному путем адаптации энтропии Шеннона.[103] Отсутствие платформ и видов QDMR делает его потенциально применимым к различным данным метилирования. Этот подход обеспечивает эффективный инструмент для высокопроизводительной идентификации функциональных регионов, участвующих в эпигенетической регуляции. QDMR может использоваться как эффективный инструмент для количественной оценки различий в метилировании и идентификации DMR в нескольких образцах.[104]

Было показано, что анализ генов (также известный как анализ путей; обычно используемые инструменты, такие как DAVID, GoSeq или GSEA) сильно смещен при применении к данным метилирования с высокой пропускной способностью (например, MeDIP-seq, MeDIP-ChIP, HELP-seq и т. Д. ), и широкий спектр исследований, таким образом, ошибочно сообщил о гиперметилировании генов, связанных с развитием и дифференцировкой; Было высказано предположение, что это можно исправить, используя перестановки меток образцов или используя статистическую модель для контроля различий в количестве зондов CpG / сайтов CpG, нацеленных на каждый ген.[105]

Метки метилирования ДНК

Метки метилирования ДНК - участки генома с определенными паттернами метилирования в конкретном биологическом состоянии, например ткань, тип клетки, индивидуум, - рассматриваются как возможные функциональные области, участвующие в регуляции транскрипции генов. Хотя разные типы клеток человека могут иметь один и тот же геном, эти клетки имеют разные метиломы. Систематическая идентификация и характеристика меток метилирования для разных типов клеток имеют решающее значение для понимания сложной регуляторной сети для определения судьбы клеток. Хунбо Лю и др. предложили основанную на энтропии структуру, названную SMART, для интеграции полногеномных бисульфитных метиломов, секвенирующих 42 ткани / клетки человека, и идентифицировали 757 887 сегментов генома.[106] Почти 75% сегментов показали однородное метилирование для всех типов клеток. Из оставшихся 25% сегментов они идентифицировали метки гипо / гиперметилирования, специфичные для типов клеток, которые были специфически гипо / гиперметилированы в меньшинстве типов клеток, используя статистический подход, и представили атлас меток метилирования человека. Дальнейший анализ показал, что метки гипометилирования, характерные для конкретных типов клеток, обогащаются за счет H3K27ac и сайты связывания факторов транскрипции в зависимости от типа клетки. В частности, они заметили, что метки гипометилирования, специфичные для определенного типа клеток, связаны с суперинхансерами, специфичными для определенного типа клеток, которые управляют экспрессией генов клеточной идентичности. Эта структура обеспечивает дополнительную функциональную аннотацию генома человека и помогает выяснить критические особенности и функции гипометилирования, специфичного для определенного типа клеток.

Основанный на энтропии инструмент анализа специфического метилирования и составления отчетов, названный «SMART», фокусируется на интеграции большого количества ДНК-метиломов для идентификации de novo меток метилирования, специфичных для определенного типа клеток. Последняя версия SMART сфокусирована на трех основных функциях, включая идентификацию de novo дифференциально метилированных областей (DMR) посредством сегментации генома, идентификацию DMR из предопределенных интересующих областей и идентификацию дифференциально метилированных сайтов CpG.[107]

При идентификации и обнаружении биологических жидкостей

Метилирование ДНК позволяет анализировать несколько тканей за один анализ, а также идентифицировать небольшие количества жидкости организма с использованием выделенной ДНК. Обычно два подхода к метилированию ДНК - это либо чувствительные к метилированию рестрикционные ферменты, либо обработка бисульфитом натрия.[108] Метилированные чувствительные рестрикционные ферменты работают, расщепляя специфические CpG, цитозин и гуанин, разделенные только одной фосфатной группой, сайты узнавания, когда CpG метилирован. Напротив, неметилированные цитозины превращаются в урацил, и при этом метилированные цитозины остаются метилированными. В частности, профили метилирования могут дать представление о том, когда и как биологические жидкости были оставлены на месте преступления, определить тип биологической жидкости и приблизительный возраст, пол и фенотипические характеристики преступников.[109] Исследования указывают на различные маркеры, которые можно использовать для метилирования ДНК. Решение, какой маркер использовать для анализа, является одним из первых шагов при идентификации биологических жидкостей. Как правило, маркеры выбираются путем изучения ранее проведенных исследований. Выбранные маркеры идентификации должны давать положительный результат для одного типа клеток. Одна часть хромосомы, которая является областью фокуса при метилировании ДНК, - это тканеспецифичные дифференциально метилированные области, T-DMR. Степень метилирования T-DMR варьируется в зависимости от жидкости организма.[109] Исследовательская группа разработала двойную систему маркеров. Первый маркер метилирован только в целевой жидкости, а второй - в остальных жидкостях.[92] Например, если маркер венозной крови A не метилирован, а маркер венозной крови B метилирован в жидкости, это указывает на присутствие только венозной крови. Напротив, если маркер венозной крови A метилирован, а маркер венозной крови B не метилирован в некоторой жидкости, это указывает на то, что венозная кровь находится в смеси жидкостей. Некоторыми примерами маркеров метилирования ДНК являются Mens1 (менструальная кровь), Spei1 (слюна) и Sperm2 (семенная жидкость).

Метилирование ДНК обеспечивает относительно хорошую чувствительность при идентификации и обнаружении жидкостей организма. В одном исследовании для получения успешных результатов требовалось всего десять нанограмм образца.[110] Метилирование ДНК обеспечивает хорошее распознавание смешанных образцов, поскольку оно включает маркеры, которые дают сигналы «включено» или «выключено». Метилирование ДНК не невосприимчиво к внешним условиям. Даже в условиях деградации с использованием методов метилирования ДНК маркеры достаточно стабильны, так что все еще существуют заметные различия между образцами, подвергшимися деградации, и контрольными образцами. В частности, в одном исследовании было обнаружено, что не было каких-либо заметных изменений в моделях метилирования в течение длительного периода времени.[109]

Вычислительный прогноз

Метилирование ДНК также можно обнаружить с помощью компьютерных моделей с помощью сложных алгоритмов и методов. Вычислительные модели могут облегчить глобальное профилирование метилирования ДНК по хромосомам, и часто такие модели быстрее и дешевле в исполнении, чем биологические анализы. К таким современным вычислительным моделям относятся Bhasin, и другие.,[111] Бок, и другие.,[112] и Чжэн, и другие.[113][114] Вместе с биологическим анализом эти методы значительно облегчают анализ метилирования ДНК.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Evans HH, Evans TE (10 декабря 1970 г.). «Метилирование дезоксирибонуклеиновой кислоты Physarum polycephalum в различные периоды митотического цикла ». Журнал биологической химии. 245 (23): 6440. PMID  5530731.открытый доступ
  2. ^ а б Стинвик, Дж. Л., Сен-Дени, Дж., Дреш, Дж., Ларошель, Д., Дрюэлл, РА (2017). «Полное геномное бисульфитное секвенирование показывает редкую, но надежную картину метилирования ДНК в геноме Dictyostelium discoideum». bioRxiv  10.1101/166033.(Информация содержится в аннотации)
  3. ^ Ху CW, Chen JL, Hsu YW, Yen CC, Chao MR (январь 2015 г.). «Анализ следов метилированных и гидроксиметилированных цитозинов в ДНК с помощью изотопного разведения LC-MS / MS: первое свидетельство метилирования ДНК у Caenorhabditis elegans». Биохимический журнал. 465 (1): 39–47. Дои:10.1042 / bj20140844. PMID  25299492.
  4. ^ Птица А (декабрь 2001 г.). «Молекулярная биология. Разговор о метилировании гистонов и ДНК». Компас науки. Наука. 294 (5549): 2113–5. Дои:10.1126 / science.1066726. HDL:1842/464. PMID  11739943. S2CID  82947750. В результате этого процесса, известного как точечная мутация, индуцированная повторами (RIP), дикий тип Нейроспора геном содержит небольшую долю метилированной ДНК, большая часть ДНК остается неметилированной.открытый доступ
  5. ^ а б c Капуано Ф., Мюлледер М., Кок Р., Блом Х. Дж., Ральсер М. (апрель 2014 г.). «Метилирование ДНК цитозина обнаружено у Drosophila melanogaster, но отсутствует у Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe и других видов дрожжей». Аналитическая химия. 86 (8): 3697–702. Дои:10.1021 / ac500447w. ЧВК  4006885. PMID  24640988.
  6. ^ Рател Д., Раванат Дж. Л., Бергер Ф., Вион Д. (март 2006 г.). «N6-метиладенин: другое метилированное основание ДНК». BioEssays. 28 (3): 309–15. Дои:10.1002 / bies.20342. ЧВК  2754416. PMID  16479578.
  7. ^ Wu TP, Wang T, Seetin MG, Lai Y, Zhu S, Lin K, Liu Y, Byrum SD, Mackintosh SG, Zhong M, Tackett A, Wang G, Hon LS, Fang G, Swenberg JA, Xiao AZ (апрель 2016 г.) ). «Метилирование ДНК по N (6) -аденину в эмбриональных стволовых клетках млекопитающих». Природа. 532 (7599): 329–33. Bibcode:2016 Натур.532..329Вт. Дои:10.1038 / природа17640. ЧВК  4977844. PMID  27027282.
  8. ^ Анжела Бекеши и Бета Дж. Вертесси «Урацил в ДНК: ошибка или сигнал?»
  9. ^ Рана А.К., Анкри С. (2016). «Возрождение мира РНК: взгляд на появление метилтрансфераз РНК». Границы генетики. 7: 99. Дои:10.3389 / fgene.2016.00099. ЧВК  4893491. PMID  27375676.
  10. ^ Dodge JE, Ramsahoye BH, Wo ZG, Okano M, Li E (май 2002 г.). «De novo метилирование провируса MMLV в эмбриональных стволовых клетках: CpG по сравнению с метилированием не-CpG». Ген. 289 (1–2): 41–8. Дои:10.1016 / S0378-1119 (02) 00469-9. PMID  12036582.
  11. ^ Haines TR, Rodenhiser DI, Ainsworth PJ (декабрь 2001 г.). «Аллель-специфическое метилирование не-CpG гена Nf1 во время раннего развития мышей». Биология развития. 240 (2): 585–98. Дои:10.1006 / dbio.2001.0504. PMID  11784085.
  12. ^ а б Lister R, Pelizzola M, Dowen RH, Hawkins RD, Hon G, Tonti-Filippini J, Nery JR, Lee L, Ye Z, Ngo QM, Edsall L, Antosiewicz-Bourget J, Stewart R, Ruotti V, Millar AH, Thomson JA, Ren B, Ecker JR (ноябрь 2009 г.). «Метиломы ДНК человека при базовом разрешении демонстрируют широко распространенные эпигеномные различия». Природа. 462 (7271): 315–22. Bibcode:2009Натура 462..315л. Дои:10.1038 / природа08514. ЧВК  2857523. PMID  19829295.
  13. ^ Lister R, Mukamel EA, Nery JR, Urich M, Puddifoot CA, Johnson ND, Lucero J, Huang Y, Dwork AJ, Schultz MD, Yu M, Tonti-Filippini J, Heyn H, Hu S, Wu JC, Rao A, Эстеллер М., Хе К., Хагиги Ф.Г., Сейновски Т.Дж., Беренс М.М., Эккер-младший (август 2013 г.). «Глобальная эпигеномная реконфигурация в процессе развития мозга млекопитающих». Наука. 341 (6146): 1237905. Дои:10.1126 / science.1237905. ЧВК  3785061. PMID  23828890.
  14. ^ а б Кулис М., Меркель А., Хит С., Кейрос А.С., Шайлер Р.П., Кастеллано Дж., Бикман Р., Райнери Э, Эстев А., Клот G, Вердагер-Дот Н, Дюран-Феррер М., Руссиньол Н., Виларраса-Блази Р., Эккер С. , Pancaldi V, Rico D, Agueda L, Blanc J, Richardson D, Clarke L, Datta A, Pascual M, Agirre X, Prosper F, Alignani D, Paiva B, Caron G, Fest T, Muench MO, Fomin ME, Lee ST, Wiemels JL, Валенсия A, Gut M, Flicek P, Stunnenberg HG, Siebert R, Küppers R, Gut IG, Campo E, Martín-Subero JI (июль 2015 г.). «Полный геномный отпечаток метилома ДНК во время дифференцировки В-клеток человека». Природа Генетика. 47 (7): 746–56. Дои:10,1038 / нг.3291. ЧВК  5444519. PMID  26053498.
  15. ^ Тост Дж (2010). «Метилирование ДНК: введение в биологию и связанные с заболеванием изменения многообещающего биомаркера». Мол Биотехнол. 44 (1): 71–81. Дои:10.1007 / s12033-009-9216-2. PMID  19842073. S2CID  20307488.
  16. ^ Штадлер М.Б., Мурр Р., Бургер Л., Иванек Р., Линерт Ф., Шелер А., ван Нимвеген Е., Вирбелауэр С., Окли Э. Дж., Гайдацис Д., Тивари В. К., Шюбелер Д. (декабрь 2011 г.). «ДНК-связывающие факторы формируют метилом мыши в дистальных регуляторных областях». Природа. 480 (7378): 490–5. Дои:10.1038 / природа11086. PMID  22170606.
  17. ^ а б c Земах А., Макдэниел И.Е., Сильва П., Зильберман Д. (май 2010 г.). «Полногеномный эволюционный анализ метилирования эукариотической ДНК». Наука (Отчет ScienceExpress). 328 (5980): 916–9. Bibcode:2010Sci ... 328..916Z. Дои:10.1126 / science.1186366. PMID  20395474. S2CID  206525166. Здесь мы количественно оцениваем метилирование ДНК в семнадцати эукариотических геномах ....открытый доступ Дополнительные цифры, по-видимому, доступны только через платный доступ science.sciencemag.org.
  18. ^ Сузуки М.М., Керр А.Р., Де Соуза Д., Птица А. (май 2007 г.). «Метилирование CpG нацелено на единицы транскрипции в геноме беспозвоночных». Геномные исследования. 17 (5): 625–31. Дои:10.1101 / гр.6163007. ЧВК  1855171. PMID  17420183.
  19. ^ а б Lander ES, Linton LM, Birren B, Nusbaum C, Zody MC, Baldwin J и др. (Февраль 2001 г.). "Начальная последовательность и анализ человеческого генома". Природа. 409 (6822): 860–921. Bibcode:2001Натура.409..860л. Дои:10.1038/35057062. PMID  11237011.
  20. ^ Птица AP (1986-05-15). «CpG-богатые острова и функция метилирования ДНК». Природа. 321 (6067): 209–13. Bibcode:1986Натура.321..209Б. Дои:10.1038 / 321209a0. PMID  2423876. S2CID  4236677.
  21. ^ Гардинер-Гарден М., Фроммер М. (июль 1987 г.). «Острова CpG в геномах позвоночных». Журнал молекулярной биологии. 196 (2): 261–82. Дои:10.1016/0022-2836(87)90689-9. PMID  3656447.
  22. ^ Иллингворт Р.С., Грюневальд-Шнайдер Ю., Уэбб С., Керр А. Р., Джеймс К. Д., Тернер Д. Д., Смит С., Харрисон Д. Д., Эндрюс Р., Птица А. П. (сентябрь 2010 г.). «Орфанные острова CpG идентифицируют многочисленные консервативные промоторы в геноме млекопитающих». PLOS Genetics. 6 (9): e1001134. Дои:10.1371 / journal.pgen.1001134. ЧВК  2944787. PMID  20885785.
  23. ^ Саксонов С., Берг П., Брутлаг Д.Л. (январь 2006 г.). «Полногеномный анализ динуклеотидов CpG в геноме человека позволяет выделить два различных класса промоторов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (5): 1412–7. Bibcode:2006ПНАС..103.1412С. Дои:10.1073 / pnas.0510310103. ЧВК  1345710. PMID  16432200.
  24. ^ а б Feng S, Cokus SJ, Zhang X, Chen PY, Bostick M, Goll MG, Hetzel J, Jain J, Strauss SH, Halpern ME, Ukomadu C, Sadler KC, Pradhan S, Pellegrini M, Jacobsen SE (май 2010 г.). «Сохранение и дивергенция паттернов метилирования у растений и животных». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 107 (19): 8689–94. Дои:10.1073 / pnas.1002720107. ЧВК  2889301. PMID  20395551.
  25. ^ Мон Ф., Вебер М., Ребхан М., Ролофф Т.С., Рихтер Дж., Штадлер М.Б., Бибель М., Шубелер Д. (июнь 2008 г.). «Клон-специфичные мишени polycomb и метилирование ДНК de novo определяют ограничение и потенциал нейрональных предшественников». Молекулярная клетка. 30 (6): 755–66. Дои:10.1016 / j.molcel.2008.05.007. PMID  18514006.
  26. ^ Weber M, Hellmann I, Stadler MB, Ramos L, Pääbo S, Rebhan M, Schübeler D (апрель 2007 г.). «Распространение, заглушающий потенциал и эволюционное влияние метилирования промоторной ДНК в геноме человека». Природа Генетика. 39 (4): 457–66. Дои:10,1038 / нг1990. PMID  17334365. S2CID  22446734.
  27. ^ Schübeler D (январь 2015 г.). «Функция и информативность метилирования ДНК». Природа. 517 (7534): 321–6. Bibcode:2015Натура.517..321С. Дои:10.1038 / природа14192. PMID  25592537. S2CID  4403755.
  28. ^ Чой МК, Мовассаг М., Го Х.Г., Беннетт М.Р., Даун Т.А., Фу Р.С. (сентябрь 2010 г.). «Консенсусные консенсусные связывающие мотивы фактора транскрипции в масштабе всего генома являются гиперметилированными». BMC Genomics. 11 (1): 519. Дои:10.1186/1471-2164-11-519. ЧВК  2997012. PMID  20875111.
  29. ^ Дахлет Т., Аргуэсо Лерида А., Аль-Адхами Х., Дюма М., Бендер А., Нгондо Р.П. и др. (Июнь 2020 г.). «Полногеномный анализ эмбриона мыши показывает важность метилирования ДНК для целостности транскрипции». Nature Communications. 11 (1): 3153. Дои:10.1038 / с41467-020-16919-ш. ЧВК  7305168. PMID  32561758.
  30. ^ Хафф Дж. Т., Зильберман Д. (март 2014 г.). «Dnmt1-независимое метилирование CG способствует позиционированию нуклеосом у различных эукариот». Клетка. 156 (6): 1286–1297. Дои:10.1016 / j.cell.2014.01.029. ЧВК  3969382. PMID  24630728.
  31. ^ Йодер Дж. А., Уолш С. П., Бестор Т. Х. (август 1997 г.). «Метилирование цитозина и экология внутригеномных паразитов». Тенденции в генетике. 13 (8): 335–40. Дои:10.1016 / s0168-9525 (97) 01181-5. PMID  9260521.
  32. ^ Лев Маор Г., Йеарим А., Аст Г. (май 2015 г.). «Альтернативная роль метилирования ДНК в регуляции сплайсинга». Тенденции в генетике. 31 (5): 274–80. Дои:10.1016 / j.tig.2015.03.002. PMID  25837375.
  33. ^ Маунакеа А.К., Нагараджан Р.П., Биленки М., Баллинджер Т.Дж., Д'Суза К., Фаус С.Д., Джонсон Б.Е., Хонг К., Нильсен К., Чжао Ю., Турецки Г., Делани А., Вархол Р., Тиссен Н., Щорс К., Хайне В. Рович Д.Х., Син X, Фиоре С., Шиллебек М., Джонс С.Дж., Хаусслер Д., Марра М.А., Херст М., Ван Т., Костелло Дж. Ф. (июль 2010 г.). «Консервативная роль метилирования внутригенной ДНК в регуляции альтернативных промоторов». Природа. 466 (7303): 253–7. Bibcode:2010Натура.466..253M. Дои:10.1038 / природа09165. ЧВК  3998662. PMID  20613842.
  34. ^ Карроцца М.Дж., Ли Б., Флоренс Л., Суганума Т., Суонсон С.К., Ли К.К., Шайа В.Дж., Андерсон С., Йейтс Дж., Член парламента Уошберна, Уоркман Д.Л. (ноябрь 2005 г.). «Метилирование гистона H3 с помощью Set2 направляет деацетилирование кодирующих областей с помощью Rpd3S для подавления ложной внутригенной транскрипции». Клетка. 123 (4): 581–92. Дои:10.1016 / j.cell.2005.10.023. PMID  16286007. S2CID  9328002.
  35. ^ Кедр H, Бергман Y (июль 2012 г.). «Программирование паттернов метилирования ДНК». Ежегодный обзор биохимии. 81: 97–117. Дои:10.1146 / annurev-biochem-052610-091920. PMID  22404632. - через Annual Reviews (требуется подписка)
  36. ^ Борода К., Ли Э, Яениш Р. (октябрь 1995 г.). «Потеря метилирования активирует Xist в соматических, но не в эмбриональных клетках». Гены и развитие. 9 (19): 2325–34. Дои:10.1101 / gad.9.19.2325. PMID  7557385.
  37. ^ Ли Э., Борода К., Яениш Р. (ноябрь 1993 г.). «Роль метилирования ДНК в геномном импринтинге». Природа. 366 (6453): 362–5. Bibcode:1993Натура. 366..362л. Дои:10.1038 / 366362a0. PMID  8247133. S2CID  4311091.
  38. ^ Borgel J, Guibert S, Li Y, Chiba H, Schübeler D, Sasaki H, Forné T, Weber M (декабрь 2010 г.). «Мишени и динамика метилирования промоторной ДНК во время раннего развития мышей». Природа Генетика. 42 (12): 1093–100. Дои:10,1038 / нг.708. PMID  21057502. S2CID  205357042.
  39. ^ Зайзенбергер С., Торф Дж. Р., Хор Т.А., Сантос Ф., Дин В., Рейк В. (январь 2013 г.). «Перепрограммирование метилирования ДНК в жизненном цикле млекопитающих: создание и преодоление эпигенетических барьеров». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки. 368 (1609): 20110330. Дои:10.1098 / rstb.2011.0330. ЧВК  3539359. PMID  23166394.
  40. ^ Ван Ю.П., Лей Цюйи (май 2018 г.). «Метаболическое перекодирование эпигенетики при раке». Рак коммуникации. 38 (1): 25. Дои:10.1186 / s40880-018-0302-3. ЧВК  5993135. PMID  29784032.
  41. ^ Даура-Оллер Э, Кабре М., Монтеро М.А., Патернайн Д.Л., Ромеу А. (апрель 2009 г.). «Гипометилирование специфических генов и рак: новые взгляды на тенденции в области кодирования». Биоинформация. 3 (8): 340–3. Дои:10.6026/97320630003340. ЧВК  2720671. PMID  19707296.
  42. ^ Крейг, JM; Вонг, Северная Каролина (редактор) (2011). Эпигенетика: Справочное руководство. Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-88-2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь) CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  43. ^ а б c Гонсало С (август 2010). «Эпигенетические изменения при старении». Журнал прикладной физиологии. 109 (2): 586–97. Дои:10.1152 / japplphysiol.00238.2010. ЧВК  2928596. PMID  20448029.
  44. ^ Lund G, Andersson L, Lauria M, Lindholm M, Fraga MF, Villar-Garea A, Ballestar E, Esteller M, Zaina S (июль 2004 г.). «Полиморфизм метилирования ДНК предшествует любому гистологическому признаку атеросклероза у мышей, лишенных аполипопротеина Е». Журнал биологической химии. 279 (28): 29147–54. Дои:10.1074 / jbc.m403618200. PMID  15131116.
  45. ^ Кастро Р., Ривера I, Струйс Э.А., Янсен Э., Раваско П., Камило М. Э., Блом Х. Дж., Якобс К., Таварес де Алмейда I (август 2003 г.). «Повышенные концентрации гомоцистеина и S-аденозилгомоцистеина и гипометилирование ДНК при сосудистых заболеваниях». Клиническая химия. 49 (8): 1292–6. Дои:10.1373/49.8.1292. PMID  12881445.
  46. ^ Хуан Ю.С., Чжи Ю.Ф., Ван С.Р. (октябрь 2009 г.). «Гиперметилирование гена рецептора эстрогена-альфа у больных атероматозом и его корреляция с гомоцистеином». Патофизиология. 16 (4): 259–65. Дои:10.1016 / j.pathophys.2009.02.010. PMID  19285843.
  47. ^ Донг К., Юн В., Гольдшмидт-Клермон П.Дж. (август 2002 г.). «Метилирование ДНК и атеросклероз». Журнал питания. 132 (8 Прил.): 2406S – 2409S. Дои:10.1093 / jn / 132.8.2406S. PMID  12163701.
  48. ^ Ying AK, Hassanain HH, Roos CM, Smiraglia DJ, Issa JJ, Michler RE, Caligiuri M, Plass C, Goldschmidt-Clermont PJ (апрель 2000 г.). «Метилирование промотора гена рецептора эстрогена-альфа избирательно увеличивается в пролиферирующих клетках гладких мышц аорты человека». Сердечно-сосудистые исследования. 46 (1): 172–9. Дои:10.1016 / с0008-6363 (00) 00004-3. PMID  10727665.
  49. ^ Чжу С., Гольдшмидт-Клермон П.Дж., Донг С. (август 2005 г.). «Инактивация транспортера монокарбоксилата MCT3 путем метилирования ДНК при атеросклерозе». Тираж. 112 (9): 1353–61. Дои:10.1161 / cycleaha.104.519025. PMID  16116050.
  50. ^ Хорват С. (2013). «Возраст метилирования ДНК человеческих тканей и типов клеток». Геномная биология. 14 (10): R115. Дои:10.1186 / gb-2013-14-10-r115. ЧВК  4015143. PMID  24138928.
  51. ^ Вонг К.К., Каспи А., Уильямс Б., Крейг И.В., Хаутс Р., Амблер А., Моффит Т.Э., Милл Дж. (Август 2010 г.). «Продольное исследование эпигенетической изменчивости близнецов». Эпигенетика. 5 (6): 516–26. Дои:10.4161 / epi.5.6.12226. ЧВК  3322496. PMID  20505345.
  52. ^ Heyn H, Li N, Ferreira HJ, Moran S, Pisano DG, Gomez A, Diez J, Sanchez-Mut JV, Setien F, Carmona FJ, Puca AA, Sayols S, Pujana MA, Serra-Musach J, Iglesias-Platas I , Формига Ф., Фернандес А.Ф., Фрага М.Ф., Хит СК, Валенсия А, Гут И.Г., Ван Дж., Эстеллер М. (июнь 2012 г.). «Отличительные метиломы ДНК новорожденных и долгожителей». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (26): 10522–7. Bibcode:2012PNAS..10910522H. Дои:10.1073 / pnas.1120658109. ЧВК  3387108. PMID  22689993.
  53. ^ а б Баррес Р., Ян Дж., Иган Б., Трибак Дж. Т., Расмуссен М., Фриц Т., Кайдал К., Крук А., О'Горман Д. Д., Зиерат Дж. Р. (март 2012 г.). «Острые упражнения модифицируют метилирование промотора в скелетных мышцах человека». Клеточный метаболизм. 15 (3): 405–11. Дои:10.1016 / j.cmet.2012.01.001. PMID  22405075.
  54. ^ Рённ Т., Волков П., Давегард С., Дайех Т., Холл Э, Олссон А.Х., Нильссон Е., Торнберг А., Деккер Нитерт М., Эрикссон К.Ф., Джонс Н.А., Груп Л., Линг С. (июнь 2013 г.). «Шестимесячная тренировка влияет на структуру метилирования ДНК в жировой ткани человека». PLOS Genetics. 9 (6): e1003572. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003572. ЧВК  3694844. PMID  23825961.
  55. ^ Zhang FF, Cardarelli R, Carroll J, Zhang S, Fulda KG, Gonzalez K, Vishwanatha JK, Morabia A, Santella RM (март 2011 г.). «Физическая активность и глобальное метилирование геномной ДНК в популяции, свободной от рака». Эпигенетика. 6 (3): 293–9. Дои:10.4161 / epi.6.3.14378. ЧВК  3092677. PMID  21178401.
  56. ^ а б Sweatt JD (май 2016 г.). «Динамическое метилирование ДНК контролирует передачу глутаматных рецепторов и синаптическое масштабирование». J. Neurochem. 137 (3): 312–30. Дои:10.1111 / jnc.13564. ЧВК  4836967. PMID  26849493.
  57. ^ Ким С., Каанг Б.К. (январь 2017 г.). «Эпигенетическая регуляция и ремоделирование хроматина в обучении и памяти». Exp. Мол. Med. 49 (1): e281. Дои:10.1038 / emm.2016.140. ЧВК  5291841. PMID  28082740.
  58. ^ Schafe GE, Nadel NV, Салливан GM, Харрис A, LeDoux JE (1999). «Консолидация памяти для контекстного и слухового кондиционирования страха зависит от синтеза белка, PKA и MAP-киназы». Учиться. Mem. 6 (2): 97–110. ЧВК  311283. PMID  10327235.
  59. ^ а б c Хальдер Р., Хеннион М., Видал Р.О., Шомрони О., Рахман РУ, Раджпут А., Сентено Т.П., ван Беббер Ф., Капече V, Гарсия Вискайно Дж. К., Шуэц А. Л., Буркхард С., Бенито Е., Наварро Сала М., Яванский С. Б., Хаасс С. , Шмид Б., Фишер А., Бонн С. (январь 2016 г.). «Изменения метилирования ДНК в генах пластичности сопровождают формирование и поддержание памяти». Nat. Неврологи. 19 (1): 102–10. Дои:10.1038 / № 4194. ЧВК  4700510. PMID  26656643.
  60. ^ а б Duke CG, Kennedy AJ, Gavin CF, Day JJ, Sweatt JD (июль 2017 г.). «Зависящая от опыта эпигеномная реорганизация в гиппокампе». Учиться. Mem. 24 (7): 278–288. Дои:10.1101 / лм. 045112.117. ЧВК  5473107. PMID  28620075.
  61. ^ Кандидат медицинских наук, Алексей Грачев. «Обзор метилирования ДНК». www.methods.info.
  62. ^ Barau J, Teissandier A, Zamudio N, Roy S, Nalesso V, Hérault Y, Guillou F, Bourc'his D (ноябрь 2016 г.). «ДНК-метилтрансфераза DNMT3C защищает мужские половые клетки от транспозонной активности». Наука. 354 (6314): 909–912. Bibcode:2016Научный ... 354..909B. Дои:10.1126 / science.aah5143. PMID  27856912. S2CID  30907442.
  63. ^ Джейн Д., Мейдан С., Ланге Дж., Клэйс Бууаерт С., Лайллер Н., Мейсон С.Э., Андерсон К.В., Кини С. (август 2017 г.). «rahu является мутантным аллелем Dnmt3c, кодирующим гомолог ДНК-метилтрансферазы, необходимый для репрессии мейоза и транспозонов в зародышевой линии самцов мышей». PLOS Genetics. 13 (8): e1006964. Дои:10.1371 / journal.pgen.1006964. ЧВК  5607212. PMID  28854222.
  64. ^ Голл М.Г., Кирпекар Ф., Маггерт К.А., Йодер Дж.А., Шей К.Л., Чжан Х., Голич К.Г., Якобсен С.Е., Bestor TH (январь 2006 г.). «Метилирование тРНКАсп гомологом ДНК-метилтрансферазы Dnmt2». Наука. 311 (5759): 395–8. Bibcode:2006Научный ... 311..395G. Дои:10.1126 / наука.1120976. PMID  16424344. S2CID  39089541.
  65. ^ Цао X, Якобсен С.Е. (декабрь 2002 г.). «Локус-специфический контроль асимметричного метилирования и метилирования CpNpG генами метилтрансферазы DRM и CMT3». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 Suppl 4 (Suppl 4): 16491–8. Bibcode:2002PNAS ... 9916491C. Дои:10.1073 / pnas.162371599. ЧВК  139913. PMID  12151602.
  66. ^ а б Ауфсац В., Метте М.Ф., ван дер Винден Дж., Мацке А.Дж., Мацке М. (декабрь 2002 г.). «РНК-направленное метилирование ДНК у Arabidopsis». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 Дополнение 4 (90004): 16499–506. Bibcode:2002PNAS ... 9916499A. Дои:10.1073 / pnas.162371499. ЧВК  139914. PMID  12169664.
  67. ^ Бьюик А.Дж., Фогель К.Дж., Мур А.Дж., Шмитц Р.Дж. (март 2017 г.). «Эволюция метилирования ДНК у насекомых». Молекулярная биология и эволюция. 34 (3): 654–665. Дои:10.1093 / molbev / msw264. ЧВК  5400375. PMID  28025279.
  68. ^ Ван И, Джорда М., Джонс П.Л., Малешка Р., Линг Х, Робертсон Х.М., Миззен, Калифорния, Пейнадо, Массачусетс, Робинсон Г.Е. (октябрь 2006 г.). «Функциональная система метилирования CpG у социального насекомого». Наука. 314 (5799): 645–7. Bibcode:2006Научный ... 314..645Вт. Дои:10.1126 / science.1135213. PMID  17068262. S2CID  31709665.
  69. ^ Инь и Ли-Бьярлай (2015). Физиологические и молекулярные механизмы питания медоносных пчел. Успехи физиологии насекомых. 49. С. 25–58. Дои:10.1016 / bs.aiip.2015.06.002. ISBN  9780128025864.
  70. ^ Ли-Бьярлей Х, Ли И, Страуд Х, Фенг С., Ньюман Т.С., Канеда М., Хоу К.К., Уорли К.С., Эльсик К.Г., Виклайн С.А., Якобсен С.Е., Ма Дж., Робинсон Г.Е. (июль 2013 г.). «Нокдаун РНК-интерференции ДНК-метилтрансферазы 3 влияет на альтернативный сплайсинг генов у медоносной пчелы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (31): 12750–5. Bibcode:2013ПНАС..11012750Л. Дои:10.1073 / pnas.1310735110. ЧВК  3732956. PMID  23852726.
  71. ^ Смит СС, Томас Калифорния (май 1981 г.). «Двумерный рестрикционный анализ ДНК дрозофилы: самцов и самок». Ген. 13 (4): 395–408. Дои:10.1016/0378-1119(81)90019-6. PMID  6266924.
  72. ^ Lyko F, ​​Ramsahoye BH, Jaenisch R (ноябрь 2000 г.). «Метилирование ДНК у Drosophila melanogaster». Природа. 408 (6812): 538–40. Дои:10.1038/35046205. PMID  11117732. S2CID  4427540.
  73. ^ Такаяма С., Дхаби Дж., Робертс А., Мао Дж., Хео С.Дж., Пахтер Л, Мартин Д.И., Боффелли Д. (май 2014 г.). «Метилирование генома у D. melanogaster обнаруживается по конкретным коротким мотивам и не зависит от активности DNMT2». Геномные исследования. 24 (5): 821–30. Дои:10.1101 / гр.162412.113. ЧВК  4009611. PMID  24558263.
  74. ^ Чжан Г, Хуан Х, Лю Д, Ченг И, Лю Х, Чжан В, Инь Р, Чжан Д, Чжан П, Лю Дж, Ли Ц, Лю Б, Ло И, Чжу Й, Чжан Н, Хе С, Хе Ц , Ван Х, Чен Д. (май 2015 г.). «Модификация ДНК N6-метиладенина у дрозофилы». Клетка. 161 (4): 893–906. Дои:10.1016 / j.cell.2015.04.018. PMID  25936838.
  75. ^ Антекера Ф., Тамаме М., Вильянуэва Дж. Р., Сантос Т. (июль 1984 г.). «Метилирование ДНК в грибах». Журнал биологической химии. 259 (13): 8033–6. PMID  6330093.
  76. ^ Бинц Т., Д'Мелло Н., Хорген П.А. (1998). «Сравнение уровней метилирования ДНК в выбранных изолятах высших грибов». Микология. 90 (5): 785–790. Дои:10.2307/3761319. JSTOR  3761319.
  77. ^ Лю С.Ю., Лин Дж.К., Ву Х.Л., Ван СС, Хуанг С.Дж., Ло Ю.Ф., Сунь Дж.Х., Чжоу Дж.X, Ян С.Дж., Хе Дж.Г., Ван Дж., Хе З.М. (2012). «Бисульфитное секвенирование показывает, что Aspergillus flavus содержит пустоту в метилировании ДНК». PLOS ONE. 7 (1): e30349. Bibcode:2012PLoSO ... 730349L. Дои:10.1371 / journal.pone.0030349. ЧВК  3262820. PMID  22276181.
  78. ^ Selker EU, Tountas NA, Cross SH, Margolin BS, Murphy JG, Bird AP, Freitag M (апрель 2003 г.). «Метилированный компонент генома Neurospora crassa». Природа. 422 (6934): 893–7. Bibcode:2003Натура.422..893С. Дои:10.1038 / природа01564. HDL:1842/694. PMID  12712205. S2CID  4380222.
  79. ^ Смит С.С., Ратнер Д.И. (июль 1991 г.). «Недостаток 5-метилцитозина в ДНК Dictyostelium discoideum». Биохимический журнал. 277 (1): 273–5. Дои:10.1042 / bj2770273. ЧВК  1151219. PMID  1713034.
  80. ^ Рейли Дж. Г., Браун Р., Томас, Калифорния (июль 1980 г.). «Метилирование в ДНК Physarum». Письма FEBS. 116 (2): 181–4. Дои:10.1016/0014-5793(80)80638-7. PMID  6250882.
  81. ^ Oliveira PH, Ribis JW, Garrett EM, Trzilova D, Kim A., Sekulovic O, et al. (Январь 2020 г.). «Эпигеномная характеристика Clostridioides difficile обнаруживает консервативную ДНК-метилтрансферазу, которая опосредует споруляцию и патогенез». Природная микробиология. 5 (1): 166–180. Дои:10.1038 / s41564-019-0613-4. ЧВК  6925328. PMID  31768029.
  82. ^ Палмер Б.Р., Маринус М.Г. (май 1994 г.). «Штаммы dam и dcm Escherichia coli - обзор». Ген. 143 (1): 1–12. Дои:10.1016/0378-1119(94)90597-5. PMID  8200522.
  83. ^ «Изготовление неметилированной (dam- / dcm-) ДНК». Архивировано из оригинал на 2011-01-06.
  84. ^ Рана АК (январь 2018). «Расследование преступлений с помощью анализа метилирования ДНК: методы и применение в криминалистике». Египетский журнал судебной медицины. 8 (7). Дои:10.1186 / s41935-018-0042-1.
  85. ^ Эрнандес Х.Г., Це М.Ю., Пан С.К., Арболеда Х., Фореро Д.А. (октябрь 2013 г.). «Оптимизация методик анализа метилирования ДНК на основе ПЦР». Биотехнологии. 55 (4): 181–97. Дои:10.2144/000114087. PMID  24107250.
  86. ^ Wood RJ, Maynard-Smith MD, Robinson VL, Oyston PC, Titball RW, Roach PL (август 2007 г.). Фугманн С (ред.). «Кинетический анализ активности аденинметилтрансферазы ДНК Yersinia pestis с использованием полуметилированного молекулярного разрыва легкого олигонуклеотида». PLOS ONE. 2 (8): e801. Bibcode:2007PLoSO ... 2..801 Вт. Дои:10.1371 / journal.pone.0000801. ЧВК  1949145. PMID  17726531.
  87. ^ Ли Дж, Ян Х, Ван К., Тан В, Чжоу Х (февраль 2007 г.). «Шпилька флуоресцентный ДНК-зонд для мониторинга метилирования ДНК в реальном времени». Аналитическая химия. 79 (3): 1050–6. Дои:10.1021 / ac061694i. PMID  17263334.
  88. ^ Войдач Т.К., Добрович А. (2007). «Чувствительное к метилированию плавление с высоким разрешением (MS-HRM): новый подход к чувствительной и высокопроизводительной оценке метилирования». Исследования нуклеиновых кислот. 35 (6): e41. Дои:10.1093 / нар / гкм013. ЧВК  1874596. PMID  17289753.
  89. ^ Malentacchi F, Forni G, Vinci S, Orlando C (июль 2009 г.). «Количественная оценка метилирования ДНК путем оптимизации протокола дифференциального анализа расплава с высоким разрешением». Исследования нуклеиновых кислот. 37 (12): e86. Дои:10.1093 / нар / gkp383. ЧВК  2709587. PMID  19454604.
  90. ^ Гохман Д., Лави Е., Прюфер К., Фрага М.Ф., Рианчо Дж. А., Келсо Дж., Пяабо С., Мешорер Е., Кармель Л. (май 2014 г.). «Реконструкция карт метилирования ДНК неандертальцев и денисовцев». Наука. 344 (6183): 523–7. Bibcode:2014Наука ... 344..523G. Дои:10.1126 / наука.1250368. PMID  24786081. S2CID  28665590.
  91. ^ Гохман Д., Мишол Н., де Мануэль М., де Хуан Д., Шукрун Дж., Мешорер Э. и др. (Сентябрь 2019 г.). «Реконструкция денисовской анатомии с использованием карт метилирования ДНК». Клетка. 179 (1): 180–192.e10. Дои:10.1016 / j.cell.2019.08.035. PMID  31539495. S2CID  202676502.
  92. ^ а б Форат С., Хюттель Б., Райнхардт Р., Фиммерс Р., Хайдл Г., Деншлаг Д., Олек К. (01.02.2016). «Маркеры метилирования для идентификации жидкостей и тканей организма по следам судебно-медицинской экспертизы». PLOS ONE. 11 (2): e0147973. Bibcode:2016PLoSO..1147973F. Дои:10.1371 / journal.pone.0147973. ЧВК  4734623. PMID  26829227.
  93. ^ «Анализ метилирования инфиниума | Исследование отдельных сайтов CpG». www.illumina.com. Получено 2020-01-10.
  94. ^ "Набор Infinium MethylationEPIC | Набор профилей метилирования для EWAS". www.illumina.com. Получено 2020-01-10.
  95. ^ Rakyan VK, Down TA, Thorne NP, Flicek P, Kulesha E, Gräf S, Tomazou EM, Bäckdahl L, Johnson N, Herberth M, Howe KL, Jackson DK, Miretti MM, Fiegler H, Marioni JC, Birney E, Hubbard TJ , Картер Н.П., Таваре С., Бек С. (сентябрь 2008 г.). «Интегрированный ресурс для полногеномной идентификации и анализа тканеспецифичных дифференциально метилированных областей человека (tDMR)». Геномные исследования. 18 (9): 1518–29. Дои:10.1101 / гр.077479.108. ЧВК  2527707. PMID  18577705.
  96. ^ Ли Х.Й., Пак MJ, Чой А., Ан Дж.Х., Ян В.И., Шин К.Дж. (январь 2012 г.). «Возможное судебно-медицинское применение профилирования метилирования ДНК для идентификации биологических жидкостей». Международный журнал судебной медицины. 126 (1): 55–62. Дои:10.1007 / s00414-011-0569-2. PMID  21626087. S2CID  22243051.
  97. ^ Иризарри Р.А., Ладд-Акоста С., Вен Б., Ву З., Монтано С., Оньянго П., Цуй Х., Габо К., Ронгионе М., Вебстер М., Джи Х., Поташ Дж., Сабунсьян С., Файнберг А. П. (февраль 2009 г.). «Метилом рака толстой кишки человека демонстрирует сходное гипо- и гиперметилирование на консервативных тканеспецифичных берегах острова CpG». Природа Генетика. 41 (2): 178–186. Дои:10,1038 / нг.298. ЧВК  2729128. PMID  19151715.
  98. ^ Рейк В., Дин В., Уолтер Дж. (Август 2001 г.). «Эпигенетическое репрограммирование в развитии млекопитающих». Наука. 293 (5532): 1089–93. Дои:10.1126 / science.1063443. PMID  11498579. S2CID  17089710.
  99. ^ Мейснер А., Миккельсен Т.С., Гу Х., Верниг М., Ханна Дж., Сиваченко А., Чжан Х, Бернштейн Б.Е., Нусбаум С., Яффе Д.Б., Гнирке А., Яениш Р., Лендер Э.С. (август 2008 г.). «Карты метилирования ДНК в масштабе генома плюрипотентных и дифференцированных клеток». Природа. 454 (7205): 766–70. Bibcode:2008Натура.454..766М. Дои:10.1038 / природа07107. ЧВК  2896277. PMID  18600261.
  100. ^ Дои А., Пак И.Х., Вен Б., Мураками П., Арье М.Дж., Иризарри Р., Херб Б., Лэдд-Акоста С., Ро Дж., Ловер С., Миллер Дж., Шлегер Т., Дейли Г.К., Файнберг А.П. (декабрь 2009 г.) «Дифференциальное метилирование берегов CpG-островков, специфичных для тканей и рака, отличает индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки, эмбриональные стволовые клетки и фибробласты». Природа Генетика. 41 (12): 1350–3. Дои:10,1038 / нг.471. ЧВК  2958040. PMID  19881528.
  101. ^ Bjornsson HT, Sigurdsson MI, Fallin MD, Irizarry RA, Aspelund T, Cui H, Yu W, Rongione MA, Ekström TJ, Harris TB, Launer LJ, Eiriksdottir G, Leppert MF, Sapienza C, Gudnason V, Feinberg AP (июнь 2008 г.) ). «Внутрииндивидуальное изменение метилирования ДНК с течением времени при семейной кластеризации». JAMA. 299 (24): 2877–83. Дои:10.1001 / jama.299.24.2877. ЧВК  2581898. PMID  18577732.
  102. ^ Бок С., Уолтер Дж., Полсен М., Ленгауэр Т. (июнь 2008 г.). «Межиндивидуальные вариации метилирования ДНК и их значение для крупномасштабного картирования эпигенома». Исследования нуклеиновых кислот. 36 (10): e55. Дои:10.1093 / nar / gkn122. ЧВК  2425484. PMID  18413340.
  103. ^ «QDMR: количественный метод идентификации дифференциально метилированных областей по энтропии». bioinfo.hrbmu.edu.cn. Архивировано из оригинал на 2015-10-23. Получено 2013-03-09.
  104. ^ Чжан И, Лю Х, Ур Дж, Сяо Х, Чжу Дж, Лю Х, Су Дж, Ли Х, Ву Кь, Ван Ф, Цуй Й (май 2011 г.). «QDMR: количественный метод идентификации дифференциально метилированных областей по энтропии». Исследования нуклеиновых кислот. 39 (9): e58. Дои:10.1093 / nar / gkr053. ЧВК  3089487. PMID  21306990.
  105. ^ Гилехер П., Хартнетт Л., Иган Л.Дж., Голден А., Раджа Али Р.А., Сойхе С. (август 2013 г.). «Анализ набора генов сильно искажен при применении к данным метилирования всего генома». Биоинформатика. 29 (15): 1851–7. Дои:10.1093 / биоинформатика / btt311. PMID  23732277.
  106. ^ Лю Х, Лю Х, Чжан С., Ур Дж, Ли С, Шан С., Цзя С., Вей И, Ван Ф, Су Дж, Ву Ц, Чжан И (январь 2016 г.). «Систематическая идентификация и аннотирование меток метилирования человека на основе бисульфитных метиломов, позволяющих выявить различные роли гипометилирования, специфичного для типа клеток, в регуляции генов клеточной идентичности». Исследования нуклеиновых кислот. 44 (1): 75–94. Дои:10.1093 / нар / gkv1332. ЧВК  4705665. PMID  26635396.
  107. ^ Лю Х (2016). "SMART 2: Комплексный инструмент анализа данных бисульфитного секвенирования". fame.edbc.org.
  108. ^ Sijen T (сентябрь 2015 г.). «Молекулярные подходы к судебной идентификации типов клеток: мРНК, миРНК, метилирование ДНК и микробные маркеры». Международная криминалистическая экспертиза. Генетика. 18: 21–32. Дои:10.1016 / j.fsigen.2014.11.015. PMID  25488609.
  109. ^ а б c Кадер Ф, Гхай М (апрель 2015 г.). «Метилирование ДНК и применение в судебной медицине». Международная криминалистическая экспертиза. 249: 255–65. Дои:10.1016 / j.forsciint.2015.01.037. PMID  25732744.
  110. ^ Сильва Д.С., Антунес Дж., Баламуруган К., Дункан Дж., Алхо К.С., Маккорд Б. (июль 2016 г.). «Исследования валидации развития эпигенетических маркеров метилирования ДНК для обнаружения образцов крови, спермы и слюны». Международная криминалистическая экспертиза. Генетика. 23: 55–63. Дои:10.1016 / j.fsigen.2016.01.017. PMID  27010659.
  111. ^ Bhasin M, Zhang H, Reinherz EL, Reche PA (август 2005 г.). «Прогнозирование метилированных CpG в последовательностях ДНК с использованием машины опорных векторов» (PDF). Письма FEBS. 579 (20): 4302–8. Дои:10.1016 / j.febslet.2005.07.002. PMID  16051225.
  112. ^ Бок С., Полсен М., Тирлинг С., Микеска Т., Ленгауэр Т., Уолтер Дж. (Март 2006 г.). «Метилирование CpG-островков в лимфоцитах человека сильно коррелирует с последовательностью ДНК, повторами и предсказанной структурой ДНК». PLOS Genetics. 2 (3): e26. Дои:10.1371 / journal.pgen.0020026. ЧВК  1386721. PMID  16520826.
  113. ^ Чжэн Х., Цзян С.В., Ву Х. (2011). «Повышение предсказательной силы модели прогнозирования метилирования геномной ДНК человека». Международная конференция по биоинформатике и компьютерной биологии (BIOCOMP'11).
  114. ^ Чжэн Х., Цзян С.В., Ли Дж., Ву Х. (2013). «CpGIMethPred: вычислительная модель для прогнозирования статуса метилирования CpG-островков в геноме человека». BMC Medical Genomics. 6 Приложение 1: S13. Дои:10.1186 / 1755-8794-6-S1-S13. ЧВК  3552668. PMID  23369266.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка