导读人的甲基化、基因结构、启动子的一些概念最佳答案1、最近整文章遇到个关于甲基化问题1.1、先来看看啥是甲基化简单说：DNA分子上多了个甲基。但是，这个甲基不是随意出现的，它只...

今天运困体育就给我们广大朋友来聊聊陕西甲基化基因,希望能帮助到您找到想要的答案。

人的甲基化、基因结构、启动子的一些概念

人的甲基化、基因结构、启动子的一些概念

最佳答案1、最近整文章遇到个关于甲基化问题

1.1、先来看看啥是甲基化

简单说：DNA分子上多了个甲基。

但是，这个甲基不是随意出现的，它只能结合在特定的位置，这个位置叫做胞嘧啶（Cytosine，简称C）。

如下图所示，胞嘧啶上面多了个甲基。

那进一步问：啥是CpG位点（CpG site）和CpG岛（CpG island）

先说啥是CpG：CpG是胞嘧啶（C，Cytosine），磷酸（p，phosphoric acid），鸟嘌呤（G，Guanine ）。

其实就是配对的核苷酸。

下图比较明显的解释哈。

CpG位点（CpG site）：就是每一个这样的核苷酸

CpG岛（CpG island）：包含有很多个CpG位点的DNA片段。

怎么定义CpG岛？

（1）长度大于200bp

（2）G + C含量大于50％

（3）其他条件。这个我也不是很清楚

人类基因组中CpG岛有哪些特征呢？

（1）人类基因组中约有25,000个CpG岛

（2）约50％的CpG岛位于基因启动子区域，约25％的岛位于基因内，剩下的我也不知道。

（3）人体内约60-70％的基因在其启动子区域中具有CpG岛

2、啥是启动子？（中途插播）

看基因结构。

如下图。

但是启动子就一定在起始密码子上游吗？

未必。

我猜，这应该可以解释为啥有些甲基化位点在基因内部。

“由RNA聚合酶Ⅲ负责转录的是5SrRNA、tRNA和某些核内小分子RNA（snRNA），其启动子（Ⅲ类）组成较复杂，又可被分为三个亚类。两类5S rRNA和tRNA基因的启动子是内部启动子（internal promoter），位于转录起始位点的下游，都由两部分组成。第三类启动子由三个部分组成，位于转录起始位点上游。”

3、甲基化（或者CpG岛）是如何影响基因表达的？（再回到甲基化的问题）

来，跟我理思路。

第一、基因的启动子区域存在CpG岛

第二、CpG岛上的CpG位点通常都会多出个甲基

那么，问题来了：

（1）基因启动子区域的CpG岛如何影响基因表达？

请注意，知识点哈！

第一，CpG岛被甲基化会抑制基因的表达。

第二，CpG岛上有很多CpG位点，CpG岛上的多少CpG位点被甲基化，才算这个CpG岛被甲基化。

举个栗子吧。

一个岛上有很多树，每棵树上都可以挂一颗灯。当所有的树上都挂上灯之后，意思到夜晚了，该洗洗睡了，停在岛上的船就休息（不转录）。当所有灯都去掉之后，天亮了，该起床了，停在岛上的船可以出海了（正常转录）。

但是还有一种情况，就是岛上的大部分树上没挂灯，继续出海。或者，大部分挂了灯，选择休息。

无甲基化的情况：

被甲基化的情况：

每周文献 2021-08-02

最佳答案大家好，最近因为有需要了解甲基化作用，看到这篇文献，拿出来给大家分享一下，这是一篇关于揭示蛋白BANP与基因组的CGCG基序结合，从而激活必需基因表达的文章。

文章题目： BANP opens chromatin and activates CpG-island-regulated genes (BANP打开染色质并激活CpG岛调节基因)

期刊： Nature

影响因子： 2020_IF = 49.962; 中科大类: 综合性期刊 1区; 中科小类: 综合性期刊 1区; JCR分区: Q1

发文单位： 瑞士弗雷德里克-米歇尔生物医学研究所，瑞士生物信息学研究所和瑞士巴塞尔大学等5家单位。

摘要： DNA甲基化是一种化学修饰，可以抑制基因的活性。哺乳动物基因组中RNA聚合酶II产生的大多数基因转录起始于CpG岛（CGI）启动子，然而我们对其调控的理解仍然有限。造成这种原因一方面是由于我们对转录因子、它们的DNA结合基序以及具体基因组结合位点在给定的细胞类型中起何种作用的信息不完整。另一方面，还有一些没有已知结合基序的孤儿基序，如CGCG元件，它与人类组织中的高表达基因相关，并在CGI启动子子集的转录起始点附近富集。在研究中，作者将单分子足迹与互作蛋白质组学相结合，以确定BTG3相关核蛋白（BANP）在小鼠和人体基因组上作为转录因子结合该元件。作者发现BANP是一种强大的CGI激活剂，可以控制多能干细胞和终末分化神经元细胞中的基本代谢基因。BANP结合在体外和体内被其基序的DNA甲基化所排斥，这在表观遗传学上限制了大多数与CGI的结合，并解释了癌细胞中异常甲基化CGI启动子的差异结合。当与非甲基化基序结合时，BANP打开染色质和核小体相。这些发现证实了BANP是一组重要基因的关键激活因子，并提出了一个模型，其中CGI启动子的活性依赖于能够打开染色质的甲基化敏感转录因子。

主要结果：

1. BANP在体内与CGCG元件结合

为了测试单个基序，作者开发了一种简化方法，将单个转录因子基序置于体外衍生序列中，并使用重组酶介导的盒交换（RMCE）将其插入小鼠胚胎干（ES）细胞的特定基因组位点。这些基序的占有率由单分子足迹（SMF）监测，SMF使用甲基转移酶足迹并通过亚硫酸氢盐测序获得（图1a）。在测试CGCG元件时，作者观察到一个显著的足迹（图1b），表明了未知因子的占有。为了鉴定结合蛋白，作者使用含有CGCG元件的寡核苷酸作为诱饵，在小鼠ES细胞核提取物中进行亲和纯化。质谱检测发现BANP是唯一的富集蛋白（图1c）。BANP是哺乳动物BEN结构域蛋白之一，被认为与核基质相关，并在转录抑制中发挥作用。接着，作者通过ChIP–seq确定检测到小鼠ES细胞中1302个可重复的峰（图1d），对前500个峰的独立k-mer富集分析确定CGCG元件为主要序列（图1e），称之为BANP基序。这些基序主要存在于启动子中，尤其是CGI启动子（图1d，f）。同时作者发现几乎90%的启动子与基序是结合的，有12%的基序位于远端（图1g）。这与BANP结合单个基序的能力不一致（图1b）。作者猜测BANP结合可能受到DNA甲基化的抑制。

2. BANP对DNA甲基化敏感

在DNMT三重敲除（TKO）细胞中，BANP在野生型细胞中甲基化的其他基序处结合并打开染色质（图2a，b）。尽管大多数这些基序位于启动子的远端，但一些启动子也表现出结合增强和高表达，表明BANP为依赖性上调。为了在体外检测BANP的DNA结合，作者使用纯化的重组全长蛋白进行电泳迁移率转移和荧光偏振分析，发现BANP可以在体外特异性结合其非甲基化基序，基序甲基化使亲和力降低六倍（图2c）。为了确定BANP的结合特异性及其甲基化敏感性在人类细胞中是否保守，作者在两个表现出DNA甲基化异常模式的人类癌症细胞系中测定了其结合情况(图2d)，得出BANP在体外和体内特异性地直接结合到其未甲基化CGCG基序，体内结合解释了癌症特异性基因组结合事件。

3. BANP驱动重要基因表达

作者使用RMCE系统将一个具有三个BANP基序的报告基因插入基因组，并将其与已知CGI结合激活子的三个基序和已建立的强CGI衍生启动子（PGK）进行比较（图3a）。BANP基序导致表达增加近3000倍，比其他测试基序（如NRF1）至少高15倍，仅比PGK启动子低3.5倍，表明BANP基序在染色质中具有强烈的自主激活。在BANP降解后，大多数结合基因快速下调（图3b，c），同时在蛋白质组中也检测到延迟但镜像下调（图3d）。这些结果表明BANP是CGI岛调控基因的一个重要子集的有效激活剂。虽然BANP结合在神经元中大部分是保守的，但一些CGI启动子显示出差异结合（图3e，f）。

4. BANP在CGIs处打开染色质

作者通过ATAC-seq分析转座酶可及染色质来确定BANP对开放染色质的影响。在BANP降解后，一小时后可及性已经降低，后续变化很小（图4a，b），这表明BANP在其CGCG基序中（甚至在CGI中）一直具有较高的可及性。为了了解结合是否影响核小体及其位置，作者进行了MNase-seq，确定了结合的BANP基序周围的高相位核小体（图4a，c，）。最后，作者检测了初生组织中BANP基序是否存在开放染色质。DNaseI足迹被检测到主要在CGI（图4d），这表明BANP结合和染色质开放在所有检测的初生组织中都是保守的。

在该研究中，作者鉴定出一种新的开关，它可以调控小鼠和人类基因组中的必需基因。识别缺失的基因开关及其功能对于全面了解健康和疾病的分子基础至关重要。

文中所有图片均来自BANP opens chromatin and activates CpG-island-regulated genes

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文章链接地址：

参考文献：

Grand, R.S., Burger, L., Gräwe, C. et al. BANP opens chromatin and activates CpG-island-regulated genes. Nature (2021).

你身体的高甲基化能力——让你变得活力十足

最佳答案“甲基化”是我们人体最为活跃的一种化学反应，甲基是由一个碳原子和三个氢原子组成的活性集团，是蛋白质和核酸的一种重要的修饰，调节基因的表达和关闭，与癌症、衰老、老年痴呆等许多疾病密切相关，最常见的甲基化修饰有DNA甲基化和组蛋白甲基化。

1、如何通俗理解“甲基化”？

通俗的说，把我们的身体比作一个非常大的跳舞的舞场，各种甲基在这个舞场里面“通过生化渠道”从一个舞伴跳到另外一个舞伴（就是专业资料上说的去掉一个甲基和加上一个甲基的过程），甲基在不断换舞伴的过程，实际上是身体在制造它需要的物质或分解不需要的物质的过程。

比如我们碰到一个突发事件，受到惊吓，身体的“去甲肾上腺素”就会立即加上一个甲基变为“肾上腺素”，我们知道肾上腺素是一种激素和神经传送体，它可以瞬间让我们的呼吸加快，瞳孔放大，心跳与血液流动加速，这种表现其实是为了使我们的反应更加敏捷，让身体快速处于应激状态并快速的为身体活动提供更多能量，来更好的应对突发事情。

而当身体处于平静状态，肾上腺素又去掉一个甲基成为“去甲肾上腺素，”DNA甲基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则会诱导基因的重新活化和表达；我们可以理解为去甲基化是打开开关，加甲基是关闭开关。

我们身体里面每秒钟会发生10亿次甲基化过程。甲基化过程中会不断的打开一些反应和关闭掉另外一些反应，目的是把我们身体维持、调整在一个平衡，良好的范围内。

2、甲基化和血同（血液中的一种毒素）的关系

我们再来说一下甲基化跟血同（血液中同型半胱氨酸）的关系，假如你的身体有非常好的甲基化能力，血液中的同型半胱氨酸会有两个去向，第一通过甲基化通道，合成S-腺苷甲硫氨酸（SAMe），第二是通过抗氧化通道合成谷胱甘肽，SAMe它不但是身体里面天然的抗抑郁、抗衰老的物质，还是我们肝脏的保护剂，而且SAMe本来也是我们体内非常好的甲基供体，并且它会乐意放弃自己的甲基去帮助身体其他的化学物质；而通过抗氧化通道合成的谷胱甘肽是我们身体最好的抗氧化物，它在我们体内充足，我们人体就不容易衰老，显得更年轻。

3、你身体有很好的甲基化能力吗？

但事实不是每个人甲基化能力都很好，当你的同型半胱氨酸值（Hcy）过高的时候，你会存在甲基短缺，因此你的SAMe和谷胱甘肽等许多重要的化学物质短缺也就不足为奇了。这也是我们为什么要建议补充甲基化的活性叶酸和甲基化B12等甲基化B族类维生素的原因。

举例说，在我国人群的基因组中，有关代谢亚甲基四氢叶酸还原酶基因C677T位点的纯合突变率为25%，杂合突变率为45%，远高于西方国家10-16%的水平。这个数字意味着，每4个人当中就有3个人叶酸代谢不同程度的降低，那么直接补充甲基化的活性叶酸就能绕过我们基因缺陷中甲基化能力的不足导致同型半胱氨酸浓度升高的风险。

在体内利用甲基化的活性叶酸，降低同型半胱氨酸浓度的过程会自然增高SAMe和谷胱甘肽的浓度，这样可以让身进入一个有很强的抗氧化能力并且活力十足的良性循环。

现代科学的发展能够让我们通过检测“同型半胱氨酸代谢”（Hcy 简称H元素）基因，做精准的干预，使同型半胱氨酸浓度降低，从而提高身体的甲基化能力和抗氧化能力了。

参考资料：

·我的基因网

说明：

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