DNA 甲基化(methylation)
/ DEE-en-AY meth-uh-LAY-shun /
想象在一本手册的某些页上贴一张小小的“请勿打扰”贴纸,让员工照例跳过它们——下面的文字丝毫未动,但贴纸告诉所有人别碰那一节。DNA 甲基化就是细胞在分子层面上的那张贴纸。它是一个小小的化学标签——一个甲基基团——直接挂在 DNA 上,而它落在哪里,通常就意味着“让这个基因安静下来”。
准确地说,DNA 甲基化是把一个甲基基团(一个带着三个氢的碳)加到一个胞嘧啶碱基上,最常发生在序列中一个 C 紧挨着一个 G 的地方(叫“CpG”位点)。专门的酶来书写这些标签,另一些酶则能读取或移除它们。一个基因控制区域里密集的甲基化往往使它沉默,办法是从物理上妨碍因子、并吸引那些把 DNA 紧紧打包收起来的蛋白质。由于细胞在分裂后能把甲基化的模式复制到新的 DNA 上,一个被沉默的基因在女儿细胞里仍保持沉默——这给了细胞一份持久的记忆。
DNA 甲基化作为人们了解得最透彻的表观遗传机制之一而重要。它是基因组印记、X 染色体失活、以及我们基因组里寄生性 DNA 长期沉默的基础,而且它随年龄变化的模式可靠到足以构建估算生理年龄的“表观遗传时钟”。它在癌症里也居于中心位置——肿瘤里甲基化图谱常常出错,抑癌基因被错误地沉默掉。重要的是,甲基化是可逆而动态的,这既使它成为一个强大的调控者,也使它成为那些试图把被沉默的基因重新唤醒的药物的靶点。
法医和医学实验室如今会读取 DNA 甲基化模式,从一滴血迹估算一个人的年龄——几百个位点上的甲基化会在几十年里以可预测的方式变化,就像一个化学里程表。
甲基化是衡量年龄的化学里程表。
甲基化通常使基因沉默,但它并不是一个简单通用的“关”开关:它的效果取决于落在基因的哪个部位,而在基因体内部(而非控制区域),它甚至可能伴随着活跃的基因。