研究人员绘制人体组织5－羟甲基胞嘧啶图谱

1. 5－羟甲基胞嘧啶图谱

来源：北京大学 2021-07-16 20:52

北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心伊成器团队、北京大学生命科学学院陶伟团队和北京大学第一医院张骞团队，在Nature Communications上合作发表了题为“Tissue-specific 5-hydroxymethylcytosine landscape of the human genome”的论文，绘制了多种人体组织5-羟甲基胞嘧啶

北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心伊成器团队、北京大学生命科学学院陶伟团队和北京大学第一医院张骞团队，在Nature Communications上合作发表了题为“Tissue-specific 5-hydroxymethylcytosine landscape of the human genome”的论文，绘制了多种人体组织5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）的图谱，揭示了5hmC呈现组织特异性分布的特征，暗示其与组织特异性的基因表达及其功能相关。

DNA甲基化是生物体内最重要的表观遗传修饰，在哺乳动物中，5-甲基胞嘧啶（5mC）可以在TET酶的作用下转化为5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）。5hmC是调节基因表达的重要表观遗传标记，能影响细胞增殖和分化过程。肿瘤组织中5hmC的整体含量较正常组织有显着降低，暗示全基因组范围内5hmC的失调可能参与调控肿瘤的发生发展。人体细胞中天然存在多种类型的DNA碱基修饰，虽然哺乳动物细胞系和小鼠组织的羟甲基组图谱早有研究，但迄今为止，人类组织中的5hmC图谱尚未得到系统性地描述。对5hmC精确位置信息的掌握是深入研究其功能的基础。因此，绘制人体组织中高分辨率的5hmC图谱至关重要。

本论文利用伊成器课题组前期开发的不基于亚硫酸氢盐的、单碱基分辨率的5hmC检测技术hmC-CATCH，绘制了高分辨率、高质量的DNA羟甲基化组图谱，覆盖19种人体组织类型。通过全基因组5hmC分析获得了多项发现：（1）基因体5hmC含量与人体组织中的基因表达呈正相关，在预测基因表达水平方面优于基因体5mC的含量；（2）鉴定了组织特异性、差异羟基甲基化区域(tsDhMRs)。它们作为调控元件，控制附近组织特异性功能基因的表达；（3）tsDhMRs能富集组织特异性转录因子结合位点，重构组织特异性转录因子的调控网络；（4）tsDhMR与通过全基因组关联研究（GWAS）鉴定的SNP相关，并与组织特异性表型和疾病有关。

总的来说，本研究综合利用化学生物学、分子生物学及生物信息学等多重手段，系统性地绘制了人体组织5hmC图谱，为今后研究其生物学功能提供了丰富的图谱资源。此外，该研究结果暗示5hmC可能是影响组织特异性发育和疾病的调控元件。(生物谷Bioon.com）

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