DNA甲基化是基因組中重要的表觀遺傳學標志,在大多數生物的生命周期中基因組的甲基化模式都相對穩定。然而近期發表在Genome Biology雜志上的兩篇文章顯示,有的生物在一生中不斷累積著甲基化,有的生物則可能通過甲基化去除大量DNA。
吉林大學劉明遠教授所領導的研究團隊首次在線蟲中發現了基因組甲基化現象,他們還發現旋毛形線蟲Trichinella spiralis會隨著時間推移累積甲基化標簽。劉明遠教授在接受The Scientist采訪時表示,“我非常驚訝,在我們分析的是一種線蟲中,T. spiralis是唯一擁有DNA甲基化的,而且它的甲基化模式如此獨特。”
T. spiralis會感染包括人類在內的多種哺乳動物。一旦這種寄生蟲到達小腸,幼蟲就會成熟并交配。新生線蟲進入血流,在肌肉組織安家,并被包裹在囊包內休眠,至到它們再次進入新宿主腸道而蘇醒
劉明遠教授的研究團隊與華大基因合作,篩查并測序了新生蟲、幼蟲和成蟲階段線蟲基因組中的甲基化DNA。研究人員發現,新生線蟲并不存在甲基化現象,但當幼蟲轉移到肌肉中時DNA甲基化開始出現,而成蟲基因組中的甲基化最多。“由于DNA甲基化的劇增,一些寄生相關基因受到了影響或調控,”劉明遠教授說。這與其他大多數動物的甲基化模式截然不同。(詳見《吉林大學和華大基因首次聯合發現線蟲基因組中存在DNA甲基化現象》)
劉明遠教授的這項新發現,可能為表觀遺傳學研究提供了一個新工具。北卡羅來納州大學遺傳學家Jason Lieb認為這一發現將幫助人們解析甲基化在發育和分化中的作用。現在人們往往將蜜蜂作為研究甲基化的模式系統,因為蜂王、工蜂和雄峰之間存在這顯著的甲基化差異。而相對簡單的T. spiralis更易培養,能夠成為更易操作的研究模型。
在同期Genome Biology雜志上還有一篇文章,普林斯頓大學的研究人員發現淡水原生動物Oxytricha trifallax在其生活史的特殊階段利用甲基化標簽踢走了垃圾DNA(95%的基因組序列)。(詳見《顛覆傳統認知,表觀遺傳學之謎》)
這種曾一度被認為基因組不含甲基化的原生動物,實際上卻擁有奇特的甲基化機制。加州理工學院的線蟲研究專家Paul Sternberg對這些令人意外的甲基化現象發表了自己的看法,他認為這些發現敦促人們在研究應抱著開放性的思維,更仔細的分析其他物種中的甲基化情況。
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