DNA甲基化和組蛋白甲基化修飾的表觀遺傳調(diào)控作用研究進(jìn)展

張淼 楊露露 賈巖龍 王天云

（1.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，新鄉(xiāng) 453003；2.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院重組藥物蛋白表達(dá)系統(tǒng)國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，新鄉(xiāng) 453003；3.新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，新鄉(xiāng) 453003）

表觀遺傳基因調(diào)控作用在DNA和組蛋白N末端，對(duì)基因表達(dá)穩(wěn)定性起著關(guān)鍵性作用。染色質(zhì)是由真核生物細(xì)胞核內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)組成，根據(jù)致密程度的不同可分為常染色質(zhì)（euchromatin）和異染色質(zhì)（heterochromatin）［1］?；蚪M表觀修飾的主要機(jī)制可分為DNA中的甲基化和染色質(zhì)中組蛋白的轉(zhuǎn)錄后修飾，DNA的CpG二核苷酸和組蛋白H3賴(lài)氨酸9（H3-K9）中胞嘧啶的甲基化是其中兩種重要的表觀遺傳修飾，其高水平狀態(tài)是轉(zhuǎn)錄沉默基因啟動(dòng)子和組成型異染色質(zhì)的特征［2］。

DNA甲基化（DNA methylation）是核苷酸胞嘧啶上甲基（CH3）基團(tuán)的共價(jià)修飾，在真核細(xì)胞中，基因沉默、DNA甲基化和染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)三者之間相互依存相互影響［3］。例如，CpG甲基化的高水平表達(dá)與異染色質(zhì)區(qū)域的形成相關(guān)，相比之下，基因組中富含非甲基化CpG的區(qū)域，稱(chēng)為CpG島，與基因啟動(dòng)子和其他調(diào)節(jié)功能相關(guān)聯(lián)，在此區(qū)域內(nèi)它們似乎更有助于轉(zhuǎn)錄［4］。由于與基因沉默有關(guān)，這些CpG島的甲基化區(qū)域在癌癥沉默基因中也普遍存在。在染色質(zhì)的背景下，DNA甲基化與組蛋白修飾都不是獨(dú)立存在的，兩者之間存在復(fù)雜且緊密的聯(lián)系，其中包括組蛋白甲基化、乙?；头核鼗Ｒ延醒芯勘砻?，染色質(zhì)中組蛋白的甲基化狀態(tài)會(huì)隨著DNA的修飾方式不同和序列的改變而改變，而染色質(zhì)中組蛋白賴(lài)氨酸的甲基化狀態(tài)又可能影響DNA自身的修飾［5］。

1 DNA甲基化及其調(diào)控

1.1 DNA甲基化修飾及其功能

DNA甲基化是一種在原核和真核生物基因組中常見(jiàn)的復(fù)制后表觀遺傳修飾，也是哺乳動(dòng)物中基因表達(dá)的重要調(diào)控方式，在基因轉(zhuǎn)錄抑制方面起關(guān)鍵作用［6］。

DNA甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶（DNA methyltransferase，Dnmt）具有催化和維持的作用，其主要分為兩種類(lèi)型，一種是DNA的兩條鏈都未發(fā)生甲基化，而在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下都發(fā)生甲基化，稱(chēng)為新生甲基化。另一種是DNA的其中一條鏈已甲基化，而另一條未甲基化的DNA鏈被甲基化，這種類(lèi)型稱(chēng)為保留甲基化。這兩類(lèi)甲基化過(guò)程都需要C5胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶的參與，即是指在S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosyl methionine，SAM）作為甲基供體的前提下，胞嘧啶的第5位碳原子被甲基化［7］。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中DNA甲基轉(zhuǎn)移酶主要分為dnmt1、dnmt2、dnmt3a、dnmt3b和 dnmt3l，但只有 dnmt1、dnmt3a和dnmt3b三種酶具有甲基轉(zhuǎn)移活性。Dnmt1為持續(xù)性甲基轉(zhuǎn)移酶，它主要是參與DNA復(fù)制新合成鏈的完全甲基化，dnmt3a和dnmt3b主要參與從頭甲基化，其中dnmt3a主要以自抑制的方式存在［8］。在腫瘤細(xì)胞中，抑癌基因的甲基化程度影響其表達(dá)從而影響細(xì)胞周期，很多癌變組織中dnmt的表達(dá)也隨之發(fā)生改變，大部分呈上升趨勢(shì)［9］。DNA從頭甲基化和DNA甲基化的維持與不同的組織細(xì)胞、不同基因的表達(dá)有關(guān)［10］。作為一種遺傳信息，DNA甲基化既可以傳給后代，又可以表達(dá)DNA的亞序列水平。細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制失調(diào)的主要原因是由于甲基化漂移，基因沉默或過(guò)表達(dá)從而影響衰老組織的基因表達(dá)［11］。

1.2 DNA甲基化與基因表達(dá)調(diào)控

DNA甲基化基本上是在胞嘧啶-磷酸-鳥(niǎo)嘌呤（CpG）和非CpG二核苷酸位點(diǎn)的胞嘧啶殘基的碳原子上增加一個(gè)甲基（5mC），其功能主要是抑制啟動(dòng)子區(qū)和轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的甲基化，因此在基因表達(dá)調(diào)控、轉(zhuǎn)座子的沉默和異染色質(zhì)的維持方面起著重要作用。相比之下，基因組中富含非甲基化CpG的區(qū)域，稱(chēng)為CpG島，與基因啟動(dòng)子和其他調(diào)控特征相關(guān)，它們似乎更有助于轉(zhuǎn)錄，其特點(diǎn)是此區(qū)域的甲基化與基因沉默有關(guān)，常在癌癥中存在［12］。有研究表明DNA甲基化啟動(dòng)基因序列將會(huì)導(dǎo)致基因沉默、基因點(diǎn)突變以及影響基因錯(cuò)配修復(fù)［13］。啟動(dòng)子甲基化與RNA聚合酶有關(guān)，若該區(qū)域發(fā)生甲基化，RNA聚合酶則無(wú)法與啟動(dòng)子結(jié)合，從而使目的基因的轉(zhuǎn)錄受到抑制，表達(dá)也受到影響。此外在一些癌變及腫瘤發(fā)生過(guò)程中，DNA甲基化水平會(huì)發(fā)生變化并影響基因的表達(dá)［14］。增強(qiáng)子是控制基因表達(dá)中不含CpG島的關(guān)鍵因子，一般認(rèn)為增強(qiáng)子的DNA甲基化狀態(tài)與其活性之間成反比關(guān)系［15］。基因上游是通過(guò)CpG的甲基化差異區(qū)通過(guò)招募蛋白使目的基因沉默，基因的下游被DNA甲基化的印記控制區(qū)（imprinting control region，ICR）調(diào)控，使基因轉(zhuǎn)錄受到抑制，該區(qū)域被稱(chēng)為沉默子［16］。總體而言，DNA甲基化造成基因沉默的原因大多都是由于轉(zhuǎn)錄受到抑制從而影響了目的基因的表達(dá)，可分為以下3個(gè)方面：（1）啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生甲基化；（2）基因序列中某位點(diǎn)發(fā)生甲基化抑制蛋白的表達(dá)；（3）染色體結(jié)構(gòu)由于受到DNA序列的變化從而變得緊密。

dnmt3a和dnmt3b主要作用是合成甲基化酶，而dnmt1則是維持甲基化酶的穩(wěn)定。研究表明S-腺苷甲硫氨酸SAM和DNA鏈與結(jié)構(gòu)域的結(jié)合是通過(guò)dnmt3a的催化，其N(xiāo)末端調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域主要參與核酸定位和蛋白質(zhì)的相互作用［17］，其C末端主要催化其活性，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域?qū)⒑说鞍走M(jìn)行招募并進(jìn)行染色質(zhì)重塑。組蛋白修飾及其基因轉(zhuǎn)錄等研究［18］表明dnmt3a與腫瘤、肝癌、大腸癌等疾病有著密不可分的作用。大多數(shù)基因組DNA的低甲基化與癌癥初始階段有關(guān)，并且可能有助于癌癥形成。DNA甲基化狀態(tài)發(fā)生異?？赡苁怯捎赿nmt3a的蛋白表達(dá)發(fā)生變化，進(jìn)而使抑癌基因變?yōu)楦呒谆癄顟B(tài)，而在敲除相關(guān)的dnmt之后，癌細(xì)胞的甲基化狀態(tài)又會(huì)恢復(fù)正常，即在腫瘤中DNA甲基轉(zhuǎn)移酶改變的方式主要由突變、缺失及過(guò)表達(dá)組成［19］。而癌癥的調(diào)節(jié)劑miRNA則是通過(guò)靶向dnmt3a抑制癌細(xì)胞的進(jìn)展［20］。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)敲除dnmt3a酶后，影響蛋白水平并增加了表達(dá)穩(wěn)定性，而其生長(zhǎng)特性并未受到影響。有研究表明，通過(guò)建立DNA甲基轉(zhuǎn)移酶dnmt3a缺陷的CHO細(xì)胞系觀察到缺陷型細(xì)胞對(duì)穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的CHO細(xì)胞重組蛋白表達(dá)的維持有積極影響［21］。也有研究表明敲除dnmt3a對(duì)CHO和HEK293T細(xì)胞起積極作用，會(huì)降低其甲基化水平，但是對(duì)表達(dá)外源基因并無(wú)積極作用［22］。在CHO細(xì)胞中，dnmt3a基因的敲除對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)無(wú)明顯影響，但會(huì)影響外源基因的表達(dá)；而對(duì)于HEK293T細(xì)胞來(lái)說(shuō)，dnmt3a基因可能對(duì)這兩方面都起著重要作用，該基因的敲除會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)延緩以及外源基因的表達(dá)水平降低。

2 組蛋白甲基化

2.1 組蛋白甲基化修飾及其功能

在真核細(xì)胞中，DNA存在于細(xì)胞核的染色質(zhì)中，核小體是染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，由146-147個(gè)堿基對(duì)的DNA和一個(gè)組蛋白八聚體組成，帶有一個(gè)H2A-H2B四聚體和兩個(gè)H3-H4二聚體［23］。組蛋白的N末端和C末端被翻譯后修飾，可分為乙?；?、磷酸化、甲基化、糖基化和泛素化［24］。這些轉(zhuǎn)錄后修飾可以通過(guò)影響與DNA結(jié)合的組蛋白末端的電荷和結(jié)構(gòu)，從而改變?nèi)旧|(zhì)狀態(tài)和基因表達(dá)。組蛋白甲基化是主要的轉(zhuǎn)錄后修飾之一，由組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶（histone methyltransferases，HMTs）催化將甲基轉(zhuǎn)移到組蛋白的H3和H4的賴(lài)氨酸殘基上。作為基因表達(dá)的活性或抑制標(biāo)記，組蛋白的賴(lài)氨酸殘基分別可以進(jìn)行單甲基化、二甲基化和三甲基化（分別為 me1、me2 和 me3）［25］。

2.2 組蛋白甲基化與基因表達(dá)調(diào)控

組蛋白甲基化在基因表達(dá)調(diào)控、維持基因組穩(wěn)定性等方面起著重要的作用。一般來(lái)說(shuō)，甲基化發(fā)生在不同的氨基酸殘基上，其中賴(lài)氨酸和精氨酸的甲基化的研究較為廣泛，主要催化組蛋白的位點(diǎn)和特異性賴(lài)氨酸甲基化［26］。到目前為止，組蛋白H3和 H4的 N末端尾部（H3K4，H3K9，H3K27，H3K36和H4K20）的5個(gè)殘基的甲基化，以及組蛋白H3的球狀結(jié)構(gòu)域（H3K64和H3K79）的兩個(gè)殘基的甲基化已經(jīng)被功能性表征［27］（表1）。H3K4、H3K36和H3K79被認(rèn)為是活躍標(biāo)記，它們占據(jù)染色質(zhì)中活躍轉(zhuǎn)錄的基因區(qū)域，H3K9、H3K27和H4K20被稱(chēng)為抑制標(biāo)記，通常與沉默的基因表達(dá)和濃縮的染色質(zhì)有關(guān)［28］。H3K4甲基化在增強(qiáng)子區(qū)、啟動(dòng)子區(qū)和轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（TSSs）高度富集，在卵母細(xì)胞中，H3K4me3調(diào)控癌基因和抑癌基因的結(jié)構(gòu)域?yàn)榉堑湫团帕蟹绞剑?9］。H3K9甲基化通常與基因阻遏和異染色質(zhì)形成有關(guān)，H3K27甲基化通常被認(rèn)為是基因抑制的標(biāo)志，通過(guò)啟動(dòng)子和增強(qiáng)子的富集，H3K27me3對(duì)相關(guān)基因的抑制起重要作用［30］。H3K36甲基化通常被認(rèn)為是基因間和基因內(nèi)區(qū)域富集的活性標(biāo)記。在人類(lèi)細(xì)胞中，通過(guò)H3K9甲基化和轉(zhuǎn)錄延伸的相互作用保持基因轉(zhuǎn)錄后被抑制的染色質(zhì)狀態(tài)。在基因間區(qū)，H3K36me2還可以招募dnmt3a來(lái)調(diào)控DNA甲基化的建立和維持，H3K79甲基化在編碼區(qū)富集，并與活性轉(zhuǎn)錄相關(guān)，H4K20甲基化是組蛋白修飾的抑制標(biāo)志［31］，H4K20me1標(biāo)記了低轉(zhuǎn)錄基因的編碼區(qū)，并在細(xì)胞分裂過(guò)程中積累在親代核小體中。多種證據(jù)表明H4K20甲基化與基因組穩(wěn)定性、DNA損傷反應(yīng)、染色質(zhì)壓縮、DNA復(fù)制和核小體翻轉(zhuǎn)有關(guān)［32］?？偟膩?lái)說(shuō)，組蛋白賴(lài)氨酸甲基化對(duì)細(xì)胞的發(fā)育和增殖起著關(guān)鍵性作用。

表1 組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶及其在組蛋白上賴(lài)氨酸的靶向位點(diǎn)Table 1 Targeting sites of histone methyltransferase and its lysine on histone

精氨酸甲基化由蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（protein arginine methyltransferase，PRMTs）的酶家族催化，所有成員都能夠?qū)⒕彼釂渭谆?。但根?jù)二甲基化的類(lèi)型，它們被分為兩類(lèi)：Ⅰ型（PRMT1、3、4、6、8）不對(duì)稱(chēng)二甲基精氨酸和Ⅱ型（PRMT5、7、9）對(duì)稱(chēng)二甲基精氨酸［33］。H3R2、H3R8、H3R17、H3R26、H4R3和H2AR3是已知的體內(nèi)PRMT靶標(biāo)，相同精氨酸的對(duì)稱(chēng)或非對(duì)稱(chēng)甲基化可以標(biāo)記不同的染色質(zhì)區(qū)域，精氨酸甲基化在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄中的功能作用至今仍未被充分研究。此外，精氨酸甲基化的一般水平似乎低于賴(lài)氨酸甲基化，這表明基因調(diào)控的功能更受限制，而不是染色質(zhì)形成的一般結(jié)構(gòu)作用［34］。當(dāng)被PRMT1不對(duì)稱(chēng)甲基化時(shí)，H4R3me2作為幾個(gè)ER調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄激活標(biāo)記，并且在體內(nèi)對(duì)于由H3和H4乙?；瘶?biāo)記的開(kāi)放染色質(zhì)結(jié)構(gòu)域的建立和維持是必需的［35］。然而，當(dāng)被PRMT5對(duì)稱(chēng)二甲基化時(shí)，H4R3me2反而參與轉(zhuǎn)錄沉默［36］。H3R8me2和H4R3me2已被證明以 DNA 甲基化依賴(lài)的方式調(diào)節(jié)DNA啟動(dòng)子活性［37］。

2.3 H3K9甲基化與基因表達(dá)調(diào)控

H3K9甲基化對(duì)基因轉(zhuǎn)錄起抑制作用，常與異染色質(zhì)的形成、X染色體失活及Rb介導(dǎo)的基因抑制等有關(guān)［38］。H3K9甲基化，特別是二甲基化H3K9me2和三甲基化H3K9me3，通常與基因抑制和異染色質(zhì)形成相關(guān)［39］，H3K9me1也在與活性基因相關(guān)的TSSs周?chē)粰z測(cè)到［40］。H3K9me1和 H3K9me2同時(shí)存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中，而H3K9me3僅存在于細(xì)胞核中［41］。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，幾種H3K9甲基轉(zhuǎn)移酶-SUV39H1/KMT1A、SUV39H2/KMT1B、SETDB1/KMT1E、二聚體G9a/KMT1C-GLP（G9a-like protein）/KMT1D和PRDM家族具有不同的催化活性和靶基因，在不同的細(xì)胞中發(fā)揮作用［42］。Suv39（suppressor of variegation 3-9）為組蛋白H3第9位賴(lài)氨酸的甲基化酶雜色抑制因子3-9被發(fā)現(xiàn)是第一個(gè)能催化組蛋白賴(lài)氨酸甲基化的酶［43］。在哺乳細(xì)胞中，suv39在哺乳動(dòng)物中可分為suv39h1和suv39h2，可使H3K9二甲基化、三甲基化，被催化形成三甲基化的H3K9是異染色質(zhì)蛋白1（Heterochromatin Protein 1，HP1）停泊位點(diǎn)［44］，suv39h1/2也含有一個(gè)染色質(zhì)域，它們可以被hp1α/β或自身進(jìn)一步招募，hp1α/β、suv39h1/2和 H3K9me3之間的多重相互作用確保了H3K9me3在異染色質(zhì)區(qū)域的擴(kuò)散［45］。Suv39h1 被認(rèn)為參與細(xì)胞分化的方式，是調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的轉(zhuǎn)錄因子［46］。Setdb1主要在常染色質(zhì)區(qū)域發(fā)揮作用，是唯一能催化H3-K9三甲基化的常染色體HMT，這被認(rèn)為是中心周?chē)惾旧|(zhì)的標(biāo)志，表明Setdb1在連接基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄沉默和局部異染色質(zhì)形成中的作用［47］，與HP1及其共抑制子KAPI在異染色質(zhì)的結(jié)合，促進(jìn)H3K9me3生成［48］，同時(shí)參與核糖體DNA轉(zhuǎn)錄和核仁染色質(zhì)重塑，調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄形成［49］。作用于常染色區(qū)的SUV蛋白為G9a，又稱(chēng)常染色質(zhì)組蛋白賴(lài)氨酸 N-甲基轉(zhuǎn)移酶 2（Euchromatic histone lysine N-methylase 2，EHMT2），既能夠催化組蛋白H3K9一甲基化和二甲基化，也可催化組蛋白H3K27的甲基化修飾［50］。G9a-GLP主要產(chǎn)生基因表達(dá)的抑制作用，通過(guò)與不同的DNA結(jié)合蛋白直接相互作用來(lái)招募靶基因啟動(dòng)子［51］，調(diào)節(jié)H3K9的單甲基化和二甲基化。

組蛋白賴(lài)氨酸甲基化也與癌癥密切相關(guān)。組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶在腫瘤細(xì)胞中，通過(guò)甲基化組蛋白發(fā)揮重要作用。因此，對(duì)組蛋白甲基化轉(zhuǎn)移的研究具有重要的理論和臨床價(jià)值。在胃癌細(xì)胞中，小干擾RNA敲低Suv39h2，H3K9me3的富集程度顯著降低，阻斷了轉(zhuǎn)錄的抑制作用；敲低Setdb2，胃癌細(xì)胞中抑癌基因表達(dá)增強(qiáng)，胃癌細(xì)胞系的增殖、遷移和侵襲顯著降低［52］。有研究結(jié)果表明在細(xì)胞水平上抑制Suv39h1基因可以促進(jìn)外源轉(zhuǎn)基因的表達(dá)［53］，可能在各種人類(lèi)疾病中起作用如致癌基因的急性激活和腫瘤的形成，使用suv39h1和HDAC抑制劑的聯(lián)合治療在白血病和癌癥的治療中具有潛在的價(jià)值［54］。Setdb1與內(nèi)源性DNA甲基轉(zhuǎn)移酶活性相關(guān)，與dnmt3a的共表達(dá)對(duì)于抑制基因的表達(dá)至關(guān)重要。已經(jīng)證明mbd1與setdb1相互作用，從而以依賴(lài)于DNA甲基化的方式建立了復(fù)制偶聯(lián)的H3-K9三甲基化模式［55］。也有一些研究報(bào)道了組蛋白修飾狀態(tài)、甲基化以及去甲基化酶在信號(hào)通路途徑中的作用，在非典型的Wnt通路中，setdb1發(fā)生磷酸化并產(chǎn)生抑制作用，從而導(dǎo)致H3K9甲基化進(jìn)而抑制了PPARγ對(duì)其目的基因的激活，這都是由于Wnt5a激活 NLK（Nemo-likekinase）［56］。在肺癌結(jié)腸癌等一些癌癥患者中發(fā)現(xiàn)，高表達(dá)setdb1后病人恢復(fù)較差，這可能是由于setdb1能夠促進(jìn)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，然而癌細(xì)胞的侵襲能力、增殖能力、轉(zhuǎn)移能力也會(huì)隨著下調(diào)setdb1后顯著降低［57］。G9a在癌細(xì)胞中主要以過(guò)表達(dá)的形式存在，下調(diào)G9a則可抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，上調(diào)則加快乳腺癌細(xì)胞和肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移［58］。

3 DNA甲基化與組蛋白甲基化協(xié)同作用

從真菌到人類(lèi)的真核生物中，組蛋白甲基化和DNA甲基化都與基因沉默有關(guān)，尤其是組蛋白H3K4me的缺失和H3K9甲基化。H3K9甲基化的發(fā)生可能是DNA甲基化的前提［59］。有研究表明DNA甲基化可能在賴(lài)氨酸甲基化過(guò)程中起積極作用，甲基化的CpG連接蛋白（methyl-CpG binding domain，MBD）使組蛋白去乙?；傅膹?fù)合物聚集，染色體上組蛋白被高度乙?；?，甲基化的組蛋白末端可募集 DNMTs，使基因轉(zhuǎn)錄受到抑制［60］。在研究甲基CpG結(jié)合蛋白的同時(shí)發(fā)現(xiàn)，除了與甲基化CpG二核苷酸特異性結(jié)合之外，這些蛋白還與多種不同的染色質(zhì)修飾酶結(jié)合，包括組蛋白去乙酰化酶和組蛋白賴(lài)氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶，像DNA甲基化一樣，H3K9me通常與轉(zhuǎn)錄抑制的基因調(diào)控元件和基因組的異染色質(zhì)區(qū)有關(guān)［30］。Suv39h1/2是通過(guò)它們的酶定位H3K9me3在著絲粒周?chē)惾旧|(zhì)上建立DNA甲基化所必需的，Dnmt3a/3b通過(guò)與HP1直接相互作用而被招募到H3K9甲基化的異染色質(zhì)中，這二者的關(guān)系主要?dú)w因于MBD1蛋白和setdb1甲基轉(zhuǎn)移酶，這種相互作用為確保復(fù)制偶聯(lián)染色質(zhì)組裝期間H3K9甲基化的正確位置，被認(rèn)為在DNA復(fù)制過(guò)程中在異染色質(zhì)H3K9甲基化的正確維持中起著重要作用［61］。Dnmt3a/3b通過(guò)與HP1直接相互作用而被招募到H3K9甲基化的異染色質(zhì)中，HP1通過(guò)其染色域與H3K9me3結(jié)合［62］。Dnmt3a也可能通過(guò)色域蛋白MPP8與常染色質(zhì)相關(guān)的H3K9甲基轉(zhuǎn)移酶G9a/GLP相互作用［63］（圖1）。

圖1 DNA與H3K9甲基化之間的相互作用Fig.1 Interaction between DNA and H3K9 methylation

4 總結(jié)與展望

近年來(lái)，許多研究發(fā)現(xiàn)DNA甲基化和組蛋白修飾之間的密切聯(lián)系，我們開(kāi)始逐漸解開(kāi)CpG甲基化是如何建立的這個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)的謎團(tuán)。DNA甲基化與組蛋白甲基化尤其是H3K9甲基化相結(jié)合，促進(jìn)了長(zhǎng)期轉(zhuǎn)錄抑制。然而，對(duì)這些表觀遺傳修飾之間相互作用的理解還不全面，接下來(lái)主要的挑戰(zhàn)是需要更深入了解表觀遺傳調(diào)控在特定情況下沉默特定基因組區(qū)域所需的共價(jià)組蛋白和DNA修飾的不同狀態(tài)，DNA甲基化是否與其他組蛋白修飾之間的聯(lián)系。