我們基因的表達可能會受到我們DNA上的特定標記的影響,，例如那些通過對特定核苷酸堿基對的甲基化而被賦予的標記——這一過程被稱為表觀遺傳學(xué)過程?？茖W(xué)家們現(xiàn)在提出了一個詳細的圖譜用以闡釋在發(fā)育中的哺乳動物大腦中的甲基化如何隨著時間的推移而變化,。在我們很小的時候及在我們的神經(jīng)環(huán)路正在成形時,，DNA甲基化會發(fā)生在我們大腦的神經(jīng)元中,；事實上，甲基化被認為與腦發(fā)育,、學(xué)習(xí)及記憶等方面有關(guān)聯(lián),。與此同時，盡管人們對發(fā)育時的表觀遺傳修飾一直有很大的興趣,，但很少有研究對其特點進行描述?，F(xiàn)在,，Ryan Lister及其同事用一種新的方法分析了在小鼠及人類腦發(fā)育中的全基因組范圍內(nèi)的DNA甲基化改變,，而不是像許多過去做過的研究那樣僅僅關(guān)注甲基化的熱點,。通過考察在多個發(fā)育階段（胎兒、出生后早期及成年時）的神經(jīng)元,，研究人員繪制出了由DNA甲基化的特殊類型所致的基因組范圍內(nèi)的修飾，其中包括DNA胞嘧啶甲基化（5mC),，以及衍生的甲基基團,，mCH。他們用這一圖譜確定了腦中甲基化的幾個有趣的特征,，其中一個是,，在人的頭2年生命中,，mCH在其神經(jīng)元中有明顯的積累,，此后有所減緩,，但最終會在成年人中成為最常見的甲基基團。在人類神經(jīng)回路發(fā)育最快時（當我們非常小的時候）的mCH的普遍性提示,，這一表觀遺傳影響在早期發(fā)育中是重要的；事實上,，這種甲基化被刪除的未出生的小鼠會出現(xiàn)運動缺陷并死亡,。由Lister等人所做出的這一發(fā)現(xiàn)及其它發(fā)現(xiàn)提示,，甲基化標記在大腦發(fā)育的過程中是呈動態(tài)存在的。在此創(chuàng)建的基因組范圍內(nèi)的圖譜為人們更深入地了解大腦中的表觀遺傳修飾如何帶來完全分化的神經(jīng)系統(tǒng)鋪平了道路,。這項研究的結(jié)果還將為今后的針對大腦中DNA甲基化的研究提供一個有用的參照工具,。（生物谷 Bioon.com）
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Science DOI: 10.1126/science.1237905
Global Epigenomic Reconfiguration During Mammalian Brain Development
Ryan Lister, Eran A. Mukamel, Joseph R. Nery, Mark Urich, Clare A. Puddifoot, Nicholas D. Johnson, Jacinta Lucero, Yun Huang, Andrew J. Dwork, Matthew D. Schultz, Miao Yu, Julian Tonti-Filippini, Holger Heyn, Shijun Hu, Joseph C. Wu, Anjana Rao, Manel Esteller, Chuan He, Fatemeh G. Haghighi, Terrence J. Sejnowski, M. Margarita Behrens, Joseph R. Ecker
DNA methylation is implicated in mammalian brain development and plasticity underlying learning and memory. We report the genome-wide composition, patterning, cell specificity, and dynamics of DNA methylation at single-base resolution in human and mouse frontal cortex throughout their lifespan. Widespread methylome reconfiguration occurs during fetal to young adult development, coincident with synaptogenesis. During this period, highly conserved non-CG methylation (mCH) accumulates in neurons, but not glia, to become the dominant form of methylation in the human neuronal genome. Moreover, we found an mCH signature that identifies genes escaping X-chromosome inactivation. Finally, whole-genome single-base resolution 5-hydroxymethylcytosine (hmC) maps revealed that hmC marks fetal brain cell genomes at putative regulatory regions that are CG-demethylated and activated in the adult brain, and that CG demethylation at these hmC-poised loci depends on Tet2 activity.
