dna甲基化與個體年齡的相關(guān)性研究進展

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1、DNA甲基化與個體年齡的相關(guān)性研究進展　　【摘要】年齡推斷在法醫(yī)實踐中占有重要的地位。分子生物學(xué)的巨大進展使得人們借助于生物學(xué)標記推斷個體年 　　齡成為可能。作為表觀遺傳學(xué)重要組成部分的DNA甲基化，在機體生長、發(fā)育、衰老的過程中存在著動態(tài)變化過程．通過 　　檢測DNA甲基化改變，有望構(gòu)建與之相關(guān)的年齡變化模式，用以推斷個體年齡。本文著重介紹DNA甲基化水平的改變與 　　個體年齡的相關(guān)性及其在判斷個體年齡方面的前景。 　　【關(guān)鍵詞】法醫(yī)物證；DNA甲基化；年齡推斷；生物體衰老 【中圖分類號】D9l9．2 【文獻標識碼】A 　　【文章編號】1007—9

2、297(XX)04—0284—05 　　當(dāng)前在法醫(yī)學(xué)實踐中，對個體年齡的推斷主要是 　　依據(jù)人類學(xué)方法測量骨骼、牙齒等一些具有年齡相關(guān) 　　性的檢材．并根據(jù)相關(guān)模型進行計算。分子生物學(xué)的 　　飛速發(fā)展，開拓了人們的視野。借助于分子生物學(xué)理 　　論和方法．在細胞水平、分子水平發(fā)現(xiàn)一些可能與年 　　齡相關(guān)的遺傳學(xué)改變，如DNA損傷修復(fù)能力、端粒的 　　長度、線粒體片段的缺失、DNA甲基化水平、B一半乳糖 　　苷酶活性以及基因表達譜等。lllDNA甲基化是表觀遺 　　傳學(xué)(Epigenetics)的重要組成部分，在維持正常細胞 　　功能、遺傳印記、胚胎發(fā)育

3、以及人類腫瘤發(fā)生中起著重 　　要作用．在衰老的過程中某些細胞會發(fā)生年齡相關(guān)的 　　變化，121例如某個CpG島的從頭甲基化會關(guān)閉一個基 　　因，使這個基因相關(guān)的生理功能喪失：同樣。甲基化的 　　丟失也會激活正常情況下沉默的基因．造成不恰當(dāng)?shù)?　　異位表達(ectopicexpression)。必須指出，表觀遺傳研 　　究絲毫沒有降低遺傳學(xué)或基因組學(xué)的重要性，恰恰相 　　反，表觀遺傳學(xué)是在以孟德爾式遺傳為理論基石的經(jīng) 　　典遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)母體中孕育的專門研究基因功 　　能實現(xiàn)的一種特殊機制的遺傳學(xué)分支學(xué)科。認識到表 　　觀基因組在發(fā)育、生長和衰老過

4、程中存在著一個動態(tài) 　　變化的過程，以及體細胞的表觀基因組有重新編程的 　　可能性，有助于我們以新的觀點來探索衰老的機制，構(gòu) 　　建年齡變化的模式。本文就DNA甲基化與個體年齡的 　　相關(guān)性及其在判斷個體年齡方面的前景進行探討。 一 、概述 (一)表觀遺傳學(xué)和DNA甲基化 　　遺傳學(xué)是與表觀遺傳學(xué)(genetic)相對應(yīng)的概念。 　　遺傳學(xué)是指基于基因序列改變所致基因表達水平變 　　化，如基因突變、基因雜合丟失和微衛(wèi)星不穩(wěn)定等；而 　　表觀遺傳學(xué)則是指基于非基因序列改變所致基因表 　　達水平變化，如DNA甲基化和染色質(zhì)構(gòu)象變化等：表 　　觀基因組學(xué)(

5、epigenomics)~0是在基因組水平上對表觀 　　遺傳學(xué)改變的研究。甲基化是最重要的表觀遺傳修飾 　　形式。DNA甲基化是生物體在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶 　　(DNMTS)的作用下，以S一腺苷酰一L一甲硫氨酸(SAM) 　　為甲基供體，將甲基轉(zhuǎn)移到特定堿基上去的過程， 　　DNA甲基化多發(fā)生在胞嘧啶，大多在一CpG一序列上。 　　胞嘧啶由此被修飾為5甲基胞嘧啶(5-methylcytosine． 　　5-mC)。這種DNA修飾方式并沒有改變基因序列。但 它調(diào)控了基因的表達。 　　哺乳動物中．CpG序列在基因組中出現(xiàn)的頻率僅 　　有l(wèi)％，遠低于基因組

6、中的其他核苷酸序列。但在基因 　　組的某些區(qū)域中，CpG序列密度很高，可以達均值的5 　　倍以上，成為鳥嘌呤和胞嘧啶的富集區(qū)．形成所謂 　　CpG島。通常CpG島大約含有500多個堿基。在哺乳 　　動物基因組中約有4萬個CpG島，而且只有CpG島 　　的胞嘧啶能夠被甲基化，CpG島通常位于基因的啟動 　　子區(qū)或是第一個外顯子區(qū)。人類基因組中大小為 　　100～l000bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG島總 　　是處于未甲基化狀態(tài)．并且與56％的人類基因組編碼 　　基因相關(guān)。人類基因組序列草圖分析結(jié)果表明，人類 　　基因組CpG島約為45000個．大

7、部分染色體每1Mb 　　就有5—15個CpG島。平均值為每Mb含lO．5個CpG 　　島，CpG島的數(shù)目與基因密度有良好的對應(yīng)關(guān)系。健 　　康人基因組中．CpG島中的CpG位點通常是處于非甲 　　基化狀態(tài)，而在CpG島外的CpG位點則通常足甲基化的。這種 　　甲基化的形式在細胞分裂的過程中能夠穩(wěn)定的保留。閣基因 　　調(diào)控元件(如啟動子)所含CpG島中的5-mC會阻礙 　　[作者簡介]李鑫(1974一)，男，山東淄博人，主檢法醫(yī)師，碩士研究生，主要從事法醫(yī)遺傳學(xué)研究。 法律與醫(yī)學(xué)雜志XX年第l3卷(第4期) 　　轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體與DNA的結(jié)合，所以DNA

8、甲基化一 　　般與基因沉默(genesilence)相關(guān)聯(lián)；而去甲基化 　　(demethylation)往