一、DNA甲基化简介

1 、概念：DNA甲基化是一种重要的表观遗传，是指DNA被化学小分子修饰的一种方式，即甲基（-CH3）共价结合到脱氧核糖核苷酸上，可以不改变脱氧核糖核苷酸序列而引起基因表达的的改变。

2 、发生位点：真核生物常见的甲基化位点有CpG（最主要）、CHG（H指A/T/C）、CHH等，而胞嘧啶的C-5甲基化修饰最为常见。胞嘧啶 C-5位甲基化是由S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供-CH3，在 ＤＮＡ甲基转移酶（DNA methyltransferases,DNMTs）的作用下，将胞嘧啶（Ｃ）甲基化为5-甲基化胞嘧啶（5-mC）的一种化学反应。

甲基化反应
Chan et al., 2005
Julie A. Law et al .,2010

3 、DNA甲基化的作用: 被甲基化修饰的CpG是基因沉默的标记，抑制基因的表达。两个假说：

① 在启动子和增强子区域的胞嘧啶甲基化可以阻止转录因子与调控原件结合

② MeCP（mCpG结合蛋白）与mCpG结合后，可招募组蛋白去乙酰化酶使染色质收缩。

4 、DNA甲基化的特点：决定基因表达的模式；可以在上下代细胞间传递；仅限于修饰DNA，而不改变DNA的顺序组成；

不同物种的DNA甲基化比例差距很大，如，拟南芥基因胞嘧啶甲基化为14%，小鼠为8%，而果蝇为0.03%，线虫基因组甚至缺少甲基化。同一物种不同区域甲基化程度也有区别，如在拟南芥中，DNA甲基化发生在CpG，CHG和CHH位点分别为24%、6.7%和1.7%。

5 、总结：大量的研究已经表明，DNA甲基化与植物很多重要的生命过程如基因表达、抵御逆境密切相关，因此越来越引起人们的关注和研究。

二、一些概念

1 、CpG岛：

CpG岛的概念最早由Adrian Bird提出，他称之为未甲基化的HapII小片段(HpaII Tiny Fragment，HTF)，更正式的定义是这样的区域，该区域的序列长度至少200个碱基对，GC含量超过50%，CpG比值(观测值/期望值) 超过0.6。 CpG比值的计算方法如下：

CpG比值计算公式

2 、甲基化的方式

2.1、从头甲基化 ：⼀种是 2 条链均未甲基化的 DNA 被甲基化，称为从头甲基化 ( denovomethylation) 。

2.2、保留甲基化：另⼀种是双链 DNA 的其中 1 条链已存在甲基化，另 1 条未甲基化的链被甲基化， 这种类型称为保留甲基化( maintenance methylation）

三、常见DNA甲基化检测方法

1 、限制性内切酶检测法
EcoRⅠ/HapⅡ，EcoRⅠ/MspⅠ，Southern Blot.
优点：通过提供待测样品的基因组DNA，无需了解整个DNA序列和详细一级结构即可直接对甲基化进行评价和定量分析。
缺点：5-羟甲基胞嘧啶、糖化5-羟甲基胞嘧啶、5-甲基胞嘧啶或4-甲基胞嘧啶等因为它们的结构相似而难识别。
2 、亲和富集
3 、重亚硫酸盐转化。
最常是使用的是重亚硫酸盐转化方法，DNA经重亚硫酸盐处理后未甲基化的C->U,而甲基化的C则不发生改变，然后通过电泳/质谱/芯片/测序都可以对U或C进行区分。

甲基化转化图