線蟲基因組中存在DNA甲基化現象

　　2012年10月18日，吉林大學和華大基因合作完成的旋毛形線蟲不同發育階段DNA甲基化差異分析的相關研究成果在國際著名期刊《基因組生物學》(Genome Biology)上發表。該研究首次證實了線蟲基因組中存在DNA甲基化現象，改寫了長期以來認為線蟲中沒有該表觀遺傳修飾的歷史，同時也使以DNA甲基化序列做靶標進行抗寄生蟲藥物研發成為可能，為抗旋毛形線蟲病的藥物開發提供了全新思路。

　　DNA甲基化作為一種典型的表觀遺傳修飾現象，其功能和分布在當前研究中受到廣泛的關注。而線蟲是研究基因發育調控等生物學過程的重要模式動物，但令人驚奇的是作為最常見的模式動物之一，在秀麗隱桿線蟲(Caenorhabditis elegans)中并不存在DNA胞嘧啶甲基化現象，從而使之成為生命樹上的一個特例。更進一步延伸，傳統的觀點認為所有線蟲都不存在DNA甲基化現象。

　　在該項研究中，科研人員采用MethylC-Seq測序技術對11種線蟲的DNA甲基化進行了研究，發現另一種寄生線蟲――旋毛形線蟲(Trichinella spiralis)是唯一具有甲基化現象的種屬，且首次證實了在線蟲中存在DNA甲基化。研究人員指出，在旋毛形線蟲中存在dnmt3酶，該酶是從頭甲基化(de novo methylation)所必需的一種酶，而這種酶在其他線蟲種類中則未曾發現。此外，旋毛形線蟲中存在的dnmt2酶更類似于tRNA甲基化酶，這表明 RNA甲基化可能在旋毛蟲發育過程中也扮演著重要角色，這將有待于更進一步的研究證實。

　　旋毛形線蟲是分布極為廣泛的病原體，其感染對象為包括人在內的各種哺乳動物等。研究人員發現在旋毛蟲的不同生活周期中，DNA甲基化程度變化顯著，旋毛形線蟲從出生到成熟的轉變期間，DNA甲基化出現了顯著上調。此外，研究人員還特別發現DNA甲基化過程對調控寄生狀態的基因有一定程度的影響。因此，該研究同時表明，DNA甲基化序列可能可以作為一種全新的藥物靶標，為對抗旋毛形線蟲病的藥物開發提供新的途徑。

　　華大基因該項目負責人高飛表示：“在本研究中，我們證實了寄生性旋毛形線蟲中存在DNA甲基化現象，這是首次也是唯一一次在線蟲中發現該表觀遺傳修飾。我們不僅觀察到不同生活周期中的DNA甲基化變化，同時也收集了大量證據支持DNA甲基化在寄生機制相關的基因調控中扮演重要角色。我們的研究為以 DNA甲基化為靶標進行抗旋毛形線蟲感染的藥物開發提供了可能。”

　　吉林大學劉明遠教授表示：“旋毛形線蟲是一種分布廣泛的食源性動物傳染病寄生蟲，能夠感染眾多哺乳動物、鳥類和爬行類，并且在人類中引起嚴重疾病。這種寄生蟲病與社會經濟和公共衛生有密切的關系，并對許多國家的動物貿易造成相當大的影響。該研究中令人震驚的發現DNA甲基化機制在旋毛形線蟲中存在并能夠影響寄生機制相關基因的調控，這將為寄生線蟲的生物學、寄生蟲學及其治療打開一扇大門。”

　　作為一項新的且具有潛在的爭議性的發現，旋毛形線蟲基因組數據已經上傳至GigaScience數據庫，已支持其他的研究者跟進并且重復這項研究。數據以可共享互作的ISA-Tab格式來存儲，以最大化數據的可重復使用性。