Metylaatio

Metylaatio on prosessi, jossa metyyliryhmä (−CH3) siirretään substraattiin. Biologisesti tämän suorittavat yleisesti metyylitransferaasit, jotka käyttävät metyylilähteenä S-adenosylmetioniinia (SAM). Monet metylaatiot ovat palautuvia, ja niitä voi poistaa demetylaasit tai muut entsyymit, mikä mahdollistaa dynaamisen sääntelyn.

DNA-metylaatio tarkoittaa yleisimmin 5‑metyylisytosiinin (5mC) lisäystä CpG-dinukleotideilla. Se säätelee geenien ilmentymistä, isäntäperimää, X-kromosomin inaktivointia ja genomin vakautta. Metylaatiokuvio on kudos-, kehitys- ja ympäristötekijöistä riippuva, ja muutokset liittyvät muun muassa syöpään ja ikääntymiseen. Kasveilla metyylitys esiintyy myös muissa konteksteissa (CG, CHG, CHH).

RNA-metylaatio, erityisesti N6-metyylialyasin (m6A), on yleinen sisäinen RNA-muutostapaus, joka vaikuttaa kykyyn lukea, vakauteen ja silmukointiin. Muita metyyliaatioita ovat m5C ja 2'-O‑metylaatio. Metylaatiota säätelevät kirjoittajat (writers), lukijat (readers) ja poistajat (erasers).

Histonien metylaatio on keskeinen osa epigenetiikkaa: lysiini- ja arginiinireunojen metyylillä voidaan lisätä aktivaatiota tai repressiota riippuen metylaation kohtasesta (esim. H3K4me3 aktivoi, H3K9me3 repressoi). Myös monet muut proteiinien metylaatiot vaikuttavat niiden toimintaan. Reversibilitàttia säätelevät metyylitransferaasit ja demetylaasit.

Metylaatio koskee myös lipidejä ja muita pienmolekyylien muotoja, vaikuttaen kalvojen ominaisuuksiin ja aineenvaihduntaan. Tutkimuksessa metylaatio on keskeinen epigenetiikan ja solujen signaalinsiirron säätelijä, ja se tarjoaa terapeuttisia kohteita, kuten DNA-metylaation estäjät. Tutkimusmenetelmät tutkimukseen sisältävät bisulfiittisekvenoinnin (5mC), meDIP-sekvensoinnin sekä RNA-metylaation osalta meRIP-sekvensoinnin ja m6A-sekvensoinnin; proteiinien metylaatio havaitaan massaspektrometriassa.