Metylaatioita

Metylaatioita tarkoitetaan metyyliryhmän (-CH3) lisäämistä substraattiin. Biologiassa ja kemiassa metylaatioilla on keskeinen tehtävä erilaisten molekulien toiminnan säätelyssä. Yleisimmät muodot ovat DNA-, RNA-, histoni- ja proteiinimetylaatiot.

DNA-metylaatio on yleinen epigeneettinen modifikaatio, jossa metyyliryhmä kiinnittyy sytosiiniin CpG-pisteillä. Tämä katalysoidaan DNA-metyylitransferaasien (DNMT1, DNMT3A, DNMT3B) toimesta käyttämällä S-adenosylmetioniinia (SAM) metyylin lähteenä. Promootoreilla tapahtuva metylaatio voi johtaa geenien ilmentymän hiljentymiseen; jatkuva metylaatio säilyy solujen jakautuessa DNMT1:n avulla.

Histonimetylaatio alkaa metyyliryhmän lisäyksellä histonien lysiini- tai arginiinijäännöksiin, mikä vaikuttaa kromatiikan rakenteeseen ja geenien ilmentymiseen. Vaikutus riippuu metylaisesta reseptorihiston tyypistä (esimerkiksi H3K27me3 tai H3K4me3) ja toisten modifikaatioiden kanssa syntyvästä kontekstista.

RNA-metylaatioon kuuluvat muun muassa N6-metyylinen adeniini (m6A) ja 5-metyylisyidin (m5C). Kirjoittajina toimivat muun muassa METTL3/METTL14, lukijoina ja erasers-tekijöinä toimivat proteiinit, jotka säätelevät modifikaation vaikutusta. M6A vaikuttaa RNA:n splicingiin, stabiilisuuteen ja käännökseen.

Proteiinimetylaatio tarkoittaa metyyliryhmän lisäystä proteiineihin, usein lysiin- tai arginiinijäännöksiin. Tämä voi muuttaa proteiinin aktiivisuutta, vuorovaikutuksia ja aluetallennetta.

Metylaatioiden tarkka rooli on keskeinen kehityksessä, genomisen liikkeen sääntelyssä ja sairauksissa kuten syövän epigeneettisissä muutoksissa. Tutkimusmenetelmät sisältävät DNA-metylaation kartoitusta bisulfiittisekvensoinnilla sekä RNA- ja histonimetylaatioiden kartoitusta tekniikoilla kuten MeRIP-seq ja massaspektrometria. Lääkkeinä DNMT-inhibiittoreita on käytössä joissakin verisairauden hoidoissa.