CpG二核苷酸序列是哺乳動物和許多其他生物基因組中DNA甲基化的主要位點。哺乳動物中大多數(shù)CpG位點中的胞嘧啶被甲基化，成為5-甲基胞嘧啶(5-mC)，但仍有一些CpG二核苷酸在調(diào)控區(qū)域富集并保持未甲基化的狀態(tài)，被稱為CpG島（CGIs）

這些CGIs通常存在于基因的啟動子區(qū)域，在調(diào)控基因表達中起重要作用，其作用可能通過影響RNA聚合酶II和其他轉(zhuǎn)錄因子的招募來進行的。雖然CGIs和DNA甲基化修飾對基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控都十分重要，但CpG二核苷酸本身的對調(diào)控的貢獻尚不清楚。換句話說，究竟是CpG序列重要，還是5-mC修飾帶來的差異呢？或需要兩者的協(xié)同合作？

在最近發(fā)表在Genome Research的一篇文章中，瑞士Friedrich Miescher生物醫(yī)學研究所的Dominik Hartl及其同事研究了CpGs在基因組范圍內(nèi)對基因調(diào)控的作用。研究人員將全基因組轉(zhuǎn)錄因子分析數(shù)據(jù)與高通量誘變及報告基因分析相結(jié)合，研究在CGIs和DNA甲基化中CpG密度對基因表達調(diào)控的影響。

他們發(fā)現(xiàn)當CpG存在于轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合序列中或在其附近時，增加的CpG密度與增加的基因表達成正相關(guān)。研究者們還發(fā)現(xiàn)總體的CpG密度不會影響基因的表達水平，這種影響只能在某些DNA motifs存在的情況下才能觀察到。

該研究最令人興奮和驚訝的發(fā)現(xiàn)來自于對DNA甲基轉(zhuǎn)移酶敲除細胞的檢測，表明CGI介導的作用不依賴于DNA甲基化狀態(tài)，將CpG序列的影響與DNA甲基化的作用相分開。

這項研究表明即使是表觀遺傳調(diào)控基因表達中最基本的概念，仍然有很多疑問和細節(jié)需要我們?nèi)ネ诰颉?/span>

人們常說當我們變老時，記憶將第一個棄我們而去。記憶和神經(jīng)科學一直是最令人著迷的研究領(lǐng)域。我們每天面對的不同體驗是如何塑造我們的記憶的？我們的大腦又如何知道哪些記憶需要保留，哪些記憶可以消除的呢？

從分子水平上研究人類和其他哺乳動物的記憶是十分困難的，因此科學家常常利用像酵母這樣的模式生物來研究記憶的產(chǎn)生和保存背后的基本機制。

Lea Duempelmann及其同事最近在分子水平上描述了跨代記憶的現(xiàn)象。他們在粟酒裂殖酵母中發(fā)現(xiàn)，酵母細胞在表觀遺傳修飾（H3K9me3）的介導下產(chǎn)生了RNA誘導的基因沉默，并且它們能夠維持這一表觀沉默的“記憶”。

研究者觀察到，在粟酒裂殖酵母中通過RNA誘導的polymerase-associated factor 1（Paf1）基因沉默穩(wěn)定維持至少18代。當將Paf1重新引入酵母細胞時，最初的基因沉默的現(xiàn)象就消失了。然而，當Paf1活性再次受損時，基因沉默現(xiàn)象恢復，即使RNA介導的沉默機制不復存在，基因沉默現(xiàn)象仍可保存。

雖然許多人認為閑聊和八卦是生活中令人厭倦又不可避免的一部分，但最近的表觀研究發(fā)現(xiàn)對基因表達的嚴格調(diào)控依賴于一些鄰近甲基化修飾間的“交流”！這種分子水平上的反復“交流”發(fā)生在與轉(zhuǎn)錄延伸相關(guān)的H3K36me3組蛋白修飾和mRNA上普遍存在且必需的轉(zhuǎn)錄后修飾N6-甲基腺苷（m6A）之間。那么這兩種不同的甲基化標記如何在表觀遺傳背景下進行交流的呢，以及這種相互間修飾的交流的結(jié)果是什么？

來自加利福尼亞的陳建軍實驗室的研究者在最近發(fā)表在Nature上的文章中回答了這些疑問：

m6A測序和H3K36me3  的ChIP-seq分析結(jié)果顯示m6A在H3K36me3的peaks  區(qū)域附近富集。在細胞中敲低H3K36me3的甲基轉(zhuǎn)移酶SETD2或者過表達H3K36me3的去甲基化酶KDM4A，造成H3K36me3修飾的缺失的同時，會引起  m6A整體水平的降低，表明兩種修飾之間存在著緊密聯(lián)系。

令人感興趣的是，m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合體中的METTL14能夠識別和直接結(jié)合H3K36me3，并且不依賴于RNA聚合酶II。這種結(jié)合將m6A甲基轉(zhuǎn)移酶復合體帶到RNA聚合酶II附近，在活躍轉(zhuǎn)錄的新生RNA上與轉(zhuǎn)錄同步的添加m6A修飾。這一機制，部分地解釋了m6A通常出現(xiàn)在mRNA的編碼區(qū)和3’UTR的現(xiàn)象（與H3K36me3的富集位置重疊）。

在小鼠胚胎干細胞中誘導敲低SETD2，除基因組范圍內(nèi)的H3K36me3水平降低外，細胞呈現(xiàn)出類似于METTL14敲低的表型，重要的細胞多能性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄組的m6A水平普遍降低。這些甲基化修飾的減少增強了細胞自我更新/干性，減少細胞分化的跡象。之前的研究發(fā)現(xiàn)細胞多能性相關(guān)的mRNA的m6A水平增加，其降解速率也會隨之加快，胚胎干細胞喪失其多能性。這一新的研究成果與之前的發(fā)現(xiàn)相吻合。