洛杉矶-(2020年7月29日)在旨在阐明人类发育障碍原因的研究中，索尔克(Salk)科学家在发育中的小鼠体内绘制了168条DNA链上化学标记的新图谱-称为甲基化。

该数据于2020年7月29日在《自然》杂志特别版中发布，该版本专门用于ENCODE项目(旨在确定人类和小鼠基因组中所有功能元件的公共研究工作)，可以帮助缩小人类基因组中在精神分裂症和瑞特综合症等疾病中的作用。该论文的作者还在特别版中的另外两篇论文中。

资深作者，霍克·休斯医学研究所研究员，索尔克(Salk)基因组分析实验室教授约瑟夫·埃克(Joseph Ecker)表示：“这是唯一可观察到随着时间推移，逐个组织的小鼠甲基化情况的可用数据集。”“它将成为帮助缩小人类发育疾病的病因组织的宝贵资源。”

尽管人体每个细胞中所含的DNA序列实际上是相同的，但这些DNA链上的化学标记却赋予了细胞独特的身份。例如，成人脑细胞上的甲基化模式与成人肝细胞上的甲基化模式不同。部分原因是基因组中的短片段称为增强子。当转录因子蛋白与这些增强子区域结合时，靶基因更可能被表达。然而，当增强子被甲基化时，转录因子通常无法结合，并且相关的基因被激活的可能性较小。这些甲基标记类似于在停车后施加手制动。

研究人员知道，这些增强子区域的突变(通过影响相应基因的表达水平)可以引起疾病。但是有成千上万的增强子，它们的位置可能与它们帮助调节的基因相距甚远。因此，缩小哪些增强子突变可能在发育性疾病中起作用一直是一个挑战。

在这项新工作中，Ecker和合作者使用了他们先前开发的实验技术和计算算法，以研究在八个发育阶段的小鼠十几种组织样本中细胞的DNA甲基化模式。

第一作者何玉鹏说：“我们将这项技术应用于的样本的广度才是真正的关键。”何玉鹏以前是Salk博士后研究员，现在是Guardant Health的高级生物信息学科学家。

他们发现了超过180万个小鼠基因组区域，这些区域的甲基化程度因组织，发育阶段或两者而异。在开发的早期，这些变化主要是DNA甲基化的丧失-类似于消除基因表达的阻碍并允许发育基因开启。然而，出生后，大多数位点再次变得高度甲基化，随着小鼠即将出生，基因表达受到阻碍。

他说：“我们认为甲基化的消除使整个基因组在发育过程中更容易受到动态调节的影响。”“出生后，对早期发育至关重要的基因需要被更稳定地沉默，因为我们不希望它们在成熟的组织中被打开，因此甲基化就会出现，并有助于关闭早期发育的增强子。”

过去，许多研究人员通过在称为CpG岛的基因附近的基因组区域中归巢来研究甲基化，因为CpG岛中含有许多胞嘧啶和鸟嘌呤碱基对的DNA片段，因为典型的甲基化发生在将甲基添加到胞嘧啶之后是鸟嘌呤。但是，在新工作中，He和Ecker表明，他们在开发过程中发现的91.5%的甲基化变异远离CpG岛