宋红军教授Nature子刊发布表观遗传新成果

在正常的发育过程中，所有的细胞往往会通过一种叫做甲基化的过程，将一种化学甲基添加到DNA上，来关闭它们不需要的基因。以往科学家们认为甲基只能附着到CpG位点，即DNA序列中胞嘧啶后紧连鸟嘌呤的位点。但是近年来，研究人员发现甲基也存在于其他的序列上，在干细胞和大脑神经元中也发现有所谓的非CpG甲基化作用。

现在，来自约翰霍普金斯大学的一个研究人员小组发现，在神经元中非CpG甲基化比以前认为的更晚发生且更为动态，且它是独立于传统的CpG甲基化来发挥基因调控系统作用。

在发表于1月28日《自然神经科学》（NatureNeuroscience）杂志上的这篇新论文中，研究小组描述了这一新基因调控机制，以及它有可能是如何促成Rett综合征的。Rett综合征是一种神经系统疾病，主要累及女孩，导致运动和社交性沟通问题。

领导这一研究的是著名华人科学家、约翰霍普金斯大学医学院神经学教授、细胞工程研究所干细胞项目负责人宋红军（HongjunSong）博士。在以往的研究中，宋红军发现非CpG甲基化普遍存在于神经元中，这一研究发现让他们感到惊讶，因为除了干细胞从未在其他细胞中发现过这种现象。

通过检测神经元中正在转录的基因，宋红军和同事们发现像科学家们从前在干细胞中看到的一样，在神经元中非CpG甲基化阻断了基因表达。他们还绘制出了基因组的图谱，找到了非CpG甲基化发生的位点，并发现它开拓了自己的活动范围，分布在没有CpG甲基化的一些区域。宋红军说：“这是第一次提出它或许可以独立于CpG甲基化发挥功能。”

这种新的甲基化类型似乎是在不同的规则下起作用。科学家们长期以来认为甲基化是最终的结果。一旦有一个甲基附着到胞嘧啶上，故事的剧情走向就是：基因被永久的关闭。宋洪军说：“这变成了教条。一旦变为适当的细胞类型，细胞就不会改变它们的身份或是DNA甲基化。”

但非CpG甲基化似乎发生在晚些的时候，当神经元成熟之时——而传统的观点认为这是不可逆的。研究人员通过一项实验了解到了这一点，他们在成年小鼠中敲除了负责将甲基附着到DNA上去的一些酶。他们发现神经元仍然有一样多的CpG甲基化，但非CpG甲基化却减少了。这表明非CpG甲基化是一种活动性的过程，有甲基不断被脱下和放回原处，进一步证明了非CpG甲基化有可能发挥了更多的作用，控制了成熟细胞中的一些活动。

研究人员还发现在一个重要的方面非CpG甲基化与CpG甲基化相似：它被一种长期以来被确认为在甲基化中发挥作用的酶MeCP2读取。

由于MeCP2突变导致了Rett综合征这具有重要的意义，认识DNA甲基化是了解这一综合征的关键。宋红军说，当发育过程中起作用的MeCP2基因发生沉默时，这一疾病就会发生。

（生物通：何嫱）