emmm……前面我們知道了甲基化是怎么來的，在哪里發(fā)生，有什么偏好的地兒，今天我們就來探討一個(gè)隨之衍生出來的話題：去甲基化的機(jī)制。

甲基化的發(fā)生機(jī)制有兩種：從頭甲基化和甲基化維持。而去甲基化機(jī)制也有兩種，被稱為主動(dòng)去甲基化和復(fù)制相關(guān)的DNA去甲基化。

主動(dòng)去甲基化?

主動(dòng)去甲基化對(duì)應(yīng)的是我們?cè)诘谒闹v中講過的從頭甲基化。從頭甲基化是不依賴模板的甲基化，是一種主動(dòng)性的行為，而主動(dòng)去甲基化(active demethylation)則是同樣性質(zhì)的相反動(dòng)作，即在沒有甲基化模板的前提下“主動(dòng)地”去除掉DNA鏈上的甲基化基團(tuán)。

雖然這一概念早就被提了出來，但是主動(dòng)去甲基化的機(jī)制目前仍然不是完全清楚。不像從頭甲基化那樣有公認(rèn)的甲基化酶DNMT3a等，主動(dòng)去甲基化酶至今仍未得到定論，雖然它的候選者有很多。

其中最為亮眼的莫過于TET蛋白的發(fā)現(xiàn)。TET的全稱是ten-eleven-translocation，是一種DNA雙加氧酶。2009年首次報(bào)道TET可以將5mC進(jìn)一步氧化成5hmC，然后通過5hmC→5fC→5caC的途徑最后轉(zhuǎn)變?yōu)槲醇谆陌奏（具體參見第三講）。

TET引人注意是因?yàn)樗c5mC和5hmC都有關(guān)，但此外仍有一些其它的蛋白在主動(dòng)去甲基化的過程中被發(fā)現(xiàn)起到了一些作用，如DNA糖苷酶DME、沉默抑制因子ROS1、甲基化結(jié)合蛋白MBD家族及XRCC1等，這一串名單可以列得很長(zhǎng)，但這也從另一個(gè)角度說明了DNA主動(dòng)去甲基化機(jī)制仍不是十分明晰。

復(fù)制相關(guān)的DNA去甲基化

相較于主動(dòng)去甲基化來，復(fù)制相關(guān)的DNA去甲基化的過程就比較清楚了。

在DNA復(fù)制過程中，去甲基化并不需要先把甲基化基團(tuán)按照DNA模板那樣添加到新生子鏈上再去除，那樣太麻煩了不是？只要干擾掉DNMT1，不讓它順利地工作，就可以實(shí)現(xiàn)DNA復(fù)制過程中的去甲基化了。

干擾DNMT1的方法有很多，常見的是一些核轉(zhuǎn)錄蛋白比如SP1、CTCF等特異性結(jié)合到甲基化位點(diǎn)，就可以“先入為主”地占據(jù)了DNMT1本來應(yīng)該發(fā)揮作用的位置，就干擾掉了DNMT1實(shí)現(xiàn)甲基化的過程。

此外，破壞掉染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)，讓DNA的構(gòu)象發(fā)生變化也會(huì)使得DNMT1英雄無用武之地，也會(huì)造成復(fù)制過程中甲基化的缺失，比如在鏈孢霉菌的培養(yǎng)基中加入去乙?；敢种苿┑尉谹后就可以看到鏈孢霉菌子代DNA中甲基化出現(xiàn)了選擇性缺失，這就是因?yàn)?strong>組蛋白被乙酰化了，造成了染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，進(jìn)而使得DNMT1不能接近DNA復(fù)制叉，就實(shí)現(xiàn)了DNA復(fù)制過程中的去甲基化。

好了，今天這一講就先到這里吧。前面幾講里主要帶大家領(lǐng)略了一下甲基化的具體機(jī)制，從下一講開始我們進(jìn)入一個(gè)新的階段，為大家講一講在實(shí)驗(yàn)室里是如何實(shí)現(xiàn)甲基化及羥甲基化的檢測(cè)的。我們第8講見！

參考資料