甲基化的检测和应用

DNA甲基化和RNA甲基化

DNA甲基化是一种DNA的天然修饰方式，在真核生物中，其主要是指在甲基化 CpG 结合蛋白(methyl CpG-binding domain, MBD)和DNA甲基转移酶 (DNA methyltransferase, DNMT) 的作用下，CpG二核苷酸5’端的胞嘧啶5位碳原子上连接一个甲基转变成为 5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5-mC)的过程。

N6-甲基腺嘌呤( N6-methyladenosine，m6A) 是真核生物信使 RNA( messenger RNA，mRNA)含量最多的化学修饰之一。m6A 修饰主要由 m6A 甲基转移酶( methyltransferase) 催化，m6A 去甲基酶( demethylase) 去除，并由 m6A 结合蛋白( binding protein) 识别。它广泛参与调控 mRNA 剪接、加工、翻译和降解等生命周期的各个阶段，且与肥胖和肿瘤等多种疾病及异常的生理功能相关。近年的研究发现，肿瘤中 m6A 相关蛋白质( METTL3 /14、WTAP、FTO、ALKBH5、YTHDFs) 的异常表达，引发 m6A 甲基化的失调，调控致癌基因和抑癌基因的表达参与肿瘤的发生与发展。

DNA甲基化的检测
根据检测目的不同，DNA甲基化检测可分为基因组整体甲基化水平检测和特定位点甲基化检测。整体甲基化水平检测主要通过测定基因组中5-mC的含量，进而对基因组整体甲基化程度进行评定，典型的方法包括高效液相色谱-质谱和一些基于生物亲和的方法等。特定位点甲基化检测主要通过甲基化敏感限制性内切酶、蛋白或化学物质对基因组特定甲基化位点的识别作用及特异性引物来实现，常见的方法有亚硫酸氢盐处理转化和酶解法等。随着检测技术的发展及对DNA甲基化研究的深入，越来越多的新技术被用于DNA甲基化的检测之中，其中一些可以同时评价整体水平和特定位点甲基化水平。追求快速精准检测、超灵敏检测以及获得每一个甲基化位点信息成为检测新技术的发展趋势。

RNA甲基化的检测

随着高通量测序技术（next generation sequencing, NGS）的发展以及液相色谱灵敏度的提高，科学家们在此基础上发展了多种m6A检测方法。

目前检测m6A所用的技术手段包括高通量测序、比色法（抗体法）以及液相色谱质谱联用（LC-MS），具体方法包括MeRIP-seq、miCLIP-seq、SCARLET、LC-MS/MS等，其中LC-MS/MS和比色法能够检测mRNA整体的m6A水平，而m6A-seq和miCLIP-seq属于高通量测序手段。