干細胞（頂部）和神經元前體細胞（底部）表觀遺傳模式存在顯著差別
2011年12月15日，瑞士巴塞爾Friedrich Miescher生物醫學研究所和諾華生物醫學研究所科學家們在《自然》期刊上發表關于調控細胞命運方面激動人心的新研究結果。他們鑒定出新的表觀遺傳模式，這些模式是由轉錄因子動態產生的，而且還是依賴于細胞類型和發育階段。鑒定這些表觀遺傳“指紋”允許人們對細胞的歷史和命運作出結論，應當也有助于理解導致諸如癌癥之類疾病的過程。
在搜尋關于我們大多數基因如何被調節的線索時，研究人員如今發現結合到DNA上的蛋白留下特異性分子指紋。他們利用一種高度靈敏性的方法發現轉錄因子以一種定向的方式操縱DNA上表觀遺傳標記。
為了實現這點，來自巴塞爾大學教授和研究小組Dirk Schübeler實驗室的表觀遺傳學家們和來自Michael Stadler領導的計算生物學中心的生物信息學家們比較了干細胞的甲基化模式和神經元祖細胞（neuronal progenitor）的甲基化模式。在這當中，他們發現DNA上含有特別少的甲基基團的區域。這些所謂的低甲基化區域（low methylated regions, LMRs）在不同細胞類型之間存在差異，而且位于控制轉錄和細胞命運的基因區域中。進一步分析表明轉錄因子以一種定向的方式促成LMR模式出現。如果沒有這些轉錄因子的作用，DNA依然保持甲基化和緊湊包裝。再者，LMRs是動態的并且根據細胞的發育階段而發生變化。
Schübeler評論道，“這些結果代表著思考模式的轉移。我們觀察到的轉錄因子和DNA甲基化之間的直接再次更加強調了轉錄因子在控制細胞命運中的作用。”
不過這些結果也有重要的現實應用。Schübeler說，“*都在努力解碼不同類型癌癥的表觀基因組。我們的結果如今表明從這些研究項目中收集到的數據也能夠重建導致癌癥的過程。以這種方式，我們能夠簡單地和可靠地鑒定出出錯的細胞過程和蛋白。”（生物谷：towersimper編譯）
doi:10.1038/nature10716
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DNA-binding factors shape the mouse methylome at distal regulatory regions
Michael B. Stadler, Rabih Murr, Lukas Burger, Robert Ivanek, FlorianLienert, et al.
Methylation of cytosines is an essential epigenetic modification in mammalian genomes, yet the rules that govern methylation patterns remain largely elusive. To gain insights into this process, we generated base-pair-resolution mouse methylomes in stem cells and neuronal progenitors. Advanced quantitative analysis identified low-methylated regions （LMRs） with an average methylation of 30%. These represent CpG-poor distal regulatory regions as evidenced by location, DNase I hypersensitivity, presence of enhancer chromatin marks and enhancer activity in reporter assays. LMRs are occupied by DNA-binding factors and their binding is necessary and sufficient to create LMRs. A comparison of neuronal and stem-cell methylomes confirms this dependency, as cell-type-specific LMRs are occupied by cell-type-specific transcription factors. This study provides methylome references for the mouse and shows that DNA-binding factors locally influence DNA methylation, enabling the identification of active regulatory regions.
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