NichtCpGMethylierungen

NichtCpGMethylierungen bezeichnet die DNA-Methylierung an Cytosinresten außerhalb des CpG-Kontexts. Während CpG-Methylierung in vielen Organismen die dominierende Form ist, occurieren Nicht-CpG-Methylierungen in anderen Kontexten wie CHG und CHH (H = A, C oder T). In Pflanzen sind CHG- und CHH-Methylierung gängige und stabile Formen der Genom-Methylierung, die eine wichtige Rolle bei der Regulation transgener Elemente und Genexpression spielen. In Tieren, insbesondere in Säugetieren, tritt Nicht-CpG-Methylierung dagegen weniger häufig auf, ist aber in bestimmten Zelltypen wie entstehenden Neuronen und Pluripotenten Zellen nachweisbar und nimmt im Verlauf der Entwicklung zu.

Die biochemische Grundlage umfasst verschiedene DNA-Methyltransferasen. In Säugetieren sind DNMT3A und DNMT3B für die de-novo-Methylierung in Nicht-CpG-Kontexten zuständig, während DNMT1 primär die CpG-Methylierung wahrt. In Pflanzen übernehmen CMT3 und CMT2 sowie DRM2 und RNA-gestützte Mechanismen (RdDM) die Methylierung in CHG- bzw. CHH-Kontexten, oft in Verbindung mit Heterochromatin-Markierungen wie H3K9me2. Die Aufrechterhaltung und Dynamik dieser Modifikationen hängen von komplexen Protein-Netzwerken und Chromatinzuständen ab.

Funktionell sind Nicht-CpG-Methylierungen mit der Regulation von Genexpression, Genomstabilität und Entwicklung verknüpft. In Neuronen wird CpH-Methylierung mit Aktivierung oder Repression bestimmter Gene assoziiert und könnte neuronale Plastizität beeinflussen. Methodisch werden Nicht-CpG-Methylierungen primär durch Bisulfite-Sequencing erfasst, wobei Kontext-spezifische Muster analysiert werden. Störungen in Mustern Nicht-CpG-Methylierung werden mit bestimmten neurologischen Erkrankungen diskutiert, wobei weitere Forschung notwendig ist.