開始之前，我們還是先溫習下基礎概念。DNA胞嘧啶甲基化是一種重要的維持基因組完整性和調控基因表達的表觀遺傳修飾。lnc RNA可通過和染色體修飾或者重構因子作用調控基因的表達。lncRNA在發(fā)揮功能的時候可能是作為信號分子，也可能作為媒介招募其他的調控因子從而到靶基因上發(fā)揮調控基因表達的功能。因此，近幾年就有文章報道lncRNA能夠參與到基因組 DNA 特定基因的甲基化過程，并在其中發(fā)揮著重要作用。

       植物中DNA甲基化主要是通過RNA干擾導致基因轉錄沉默的過程完成該過程。比如：在植物中的轉座子或者其他的DNA重復區(qū)域，由RNA聚合酶將單鏈RNA合成雙鏈 RNA。多得到的雙鏈RNA在植物中被降解成只有24bp的siRNA[1]。最后24bp與其他復合體組成一個穩(wěn)定的復合體構成一個大的效應分子，引導植物中的從頭合成甲基轉移酶 DRM2 到染色體特定的區(qū)域催化新的甲基化的 DNA 的形成。

      哺乳動物中研究人員發(fā)現 lnc RNA 能夠招募 DNA 甲基轉移酶Dnmt1、Dnmt3a，Dnmt3b 到其靶基因的啟動子上，從而在該 lnc RNA 對應的靶基因上完成甲基化功能。比如：研究人員在小鼠的骨骼肌干細胞向成肌細胞分化過程中發(fā)現一類 lnc RNA 能夠招募甲基轉移酶Dnmt1，Dnmt3a 和 Dnmt3b 到其靶基因上，導致靶基因的甲基化從而調控其靶基因的表達。因此推測lncRNA可能參與了介導DNA甲基化。

    下面將以2018年在Circulation雜志(IF=19.80)上發(fā)表的文章——主動脈瓣疾病中l(wèi)ncRNA和DNA甲基化的研究作為案例進行介紹[2]：

       已知主動脈瓣鈣化是典型的主動脈瓣的非正常礦物質化疾病。主動脈瓣的鈣化活性受到NOTCH1的控制，其調控關鍵鈣化前基因RUNX2和BMP2的表達。lncRNA可通過改變基因表達模式而影響細胞。Fayez通過全基因組的甲基化譜和表達譜的分析挖掘在主動脈瓣鈣化疾病中l(wèi)ncRNA和DNA甲基化互作模式，并進行功能分析探究lncRNA對主動脈瓣鈣化的影響。研究路線為：

圖3 篩選與H19相關的甲基化位點

圖4 轉染H19后細胞中BMP2的表達量

        通過以上研究，Fayez發(fā)現了lncRNA在主動脈瓣鈣化患者中含量高，且H19啟動子區(qū)域的低甲基化與H19的表達呈負相關。H19的敲除實驗和過表達實驗都說明了H19可通過改變NOTCH1誘導細胞鈣化。而啟動子區(qū)域的分析則說明H19通過阻止P35到啟動子區(qū)域的結合抑制NOTCH1途徑。在細胞中敲除H19基因會導致NOTHC1的高表達，RUNX2和BMP2的低表達，后者是被NOTHC1抑制的下游基因。

擔心自己想做的方向已經有人做了？想參考別人的研究？等等~

不要擔心?。?！小編還要給大家介紹今年新鮮出爐的數據庫?。。?/span>

Lnc2Meth

   http://www./Lnc2Meth/

       該數據庫基于不同疾病樣本或者細胞的MCIp-seq ，ChIRP-seq以及DNA甲基化芯片等數據分析，結合pubmed已發(fā)表的文章，可以完成一鍵查詢lncRNA參與的DNA甲基化行為[3]。

① 點擊“Curation”查詢已有成果，而點擊“Search”便可以查詢預測的結果，可以“疾病”或者“轉錄本名稱”為關鍵詞查詢；

② 如果我們以“H19”轉錄本去查詢已有成果，可看到H19參與的甲基化行為，而且可以導出為“excel”；

③ 如果我們查詢“EGFR-AS1”或者“肝細胞癌相關lncRNA”可能的甲基化調控模式，設置“Search”中的關鍵詞。

      好啦，這個數據庫真的超級贊啊，方便了大家以后在這方面的研究，更多的功能還有待大家多多挖掘~

參考文獻

[1] Chinnusamy V, Zhu J K.  RNA-directed DNA methylation and demethylation in plants. Science in China Series C, Life sciences / Chinese Academy of Sciences, 2009, 52: 331-343.

[2] Hadji F, Boulanger M C, Guay S (2016). Altered DNA Methylation of Long Non-coding RNA H19 in Calcific Aortic Valve Disease Promotes Mineralization by Silencing NOTCH1. Circulation. 134. CIRCULATIONAHA.116.023116.10.1161/CIRCULATIONAHA.116.023116.

[3] Zhi H, Li X, Wang P, et al. Lnc2Meth: a manually curated database of regulatory relationships between long non-coding RNAs and DNA methylation associated with human disease [J]. Nucleic Acids Research, 2017.