【普鲸甲基化小讲堂】第7讲 - 我是怎么没的？

emmm……前面我们知道了甲基化是怎么来的，在哪里发生，有什么偏好的地儿，今天我们就来探讨一个随之衍生出来的话题：去甲基化的机制。

甲基化的发生机制有两种：从头甲基化和甲基化维持。而去甲基化机制也有两种，被称为主动去甲基化和复制相关的DNA去甲基化。

主动去甲基化 

主动去甲基化对应的是我们在第四讲中讲过的从头甲基化。从头甲基化是不依赖模板的甲基化，是一种主动性的行为，而主动去甲基化(active demethylation)则是同样性质的相反动作，即在没有甲基化模板的前提下“主动地”去除掉DNA链上的甲基化基团。

虽然这一概念早就被提了出来，但是主动去甲基化的机制目前仍然不是完全清楚。不像从头甲基化那样有公认的甲基化酶DNMT3a等，主动去甲基化酶至今仍未得到定论，虽然它的候选者有很多。

其中最为亮眼的莫过于TET蛋白的发现。TET的全称是ten-eleven-translocation，是一种DNA双加氧酶。2009年首次报道TET可以将5mC进一步氧化成5hmC，然后通过5hmC→5fC→5caC的途径最后转变为未甲基化的胞嘧啶C（具体参见第三讲）。

TET引人注意是因为它与5mC和5hmC都有关，但此外仍有一些其它的蛋白在主动去甲基化的过程中被发现起到了一些作用，如DNA糖苷酶DME、沉默抑制因子ROS1、甲基化结合蛋白MBD家族及XRCC1等，这一串名单可以列得很长，但这也从另一个角度说明了DNA主动去甲基化机制仍不是十分明晰。

复制相关的DNA去甲基化

相较于主动去甲基化来，复制相关的DNA去甲基化的过程就比较清楚了。

在DNA复制过程中，去甲基化并不需要先把甲基化基团按照DNA模板那样添加到新生子链上再去除，那样太麻烦了不是？只要干扰掉DNMT1，不让它顺利地工作，就可以实现DNA复制过程中的去甲基化了。

干扰DNMT1的方法有很多，常见的是一些核转录蛋白比如SP1、CTCF等特异性结合到甲基化位点，就可以“先入为主”地占据了DNMT1本来应该发挥作用的位置，就干扰掉了DNMT1实现甲基化的过程。

此外，破坏掉染色质的结构，让DNA的构象发生变化也会使得DNMT1英雄无用武之地，也会造成复制过程中甲基化的缺失，比如在链孢霉菌的培养基中加入去乙酰化酶抑制剂滴菌素A后就可以看到链孢霉菌子代DNA中甲基化出现了选择性缺失，这就是因为组蛋白被乙酰化了，造成了染色质结构的改变，进而使得DNMT1不能接近DNA复制叉，就实现了DNA复制过程中的去甲基化。

好了，今天这一讲就先到这里吧。前面几讲里主要带大家领略了一下甲基化的具体机制，从下一讲开始我们进入一个新的阶段，为大家讲一讲在实验室里是如何实现甲基化及羟甲基化的检测的。我们第8讲见！

参考资料