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DNA藏着生物生存的秘密。 DNA甲基化修饰是一套特殊的表观遗传信号系统。6mA和4mC是细菌中分布最普遍的两种DNA甲基化修饰。

研究发现：一、有的6mA锚定在特定DNA序列上，称之为M-6mA，它们不随环境的变化而变化。剩余的6mA，称之为O-6mA，与对照组相比，电磁场强度越大，位点发生改变的数量越多；二、离O-6mA越近的胞嘧啶，被甲基化修饰的概率越高；三、4mC服从幂函数分布，即离被甲基化修饰的胞嘧啶越近的胞嘧啶，被甲基化修饰的概率越高。四、O-6mA的数量差不多是M-6mA的两倍，4mC的数量差不多是O-6mA的10倍

基于此，作者认为，锚定在固定序列上的M-6mA，是整套甲基信号的起点。当外界环境发生改变。有的甲基化酶以 M-6mA 作为参照坐标，修饰其周边的腺嘌呤，产生 O-6mA。有的甲基化酶以O-6mA为参照坐标，修饰其周边的胞嘧啶，产生4mC。还有的甲基化酶以4mC为参考坐标，修饰其周边的胞嘧啶。这是一套基因组尺度的甲基化连锁反应保证了甲基化修饰对环境的快速响应。

然而，按这样下去，整个基因组都该被修饰，但事实并非如此，因为还有一个限制因素，即DNA的超螺旋结构。将一根弹簧弯曲，内侧相邻两个螺旋之间的空间变小，外侧变大。要想让弹簧保持弯曲状态，就需要在外侧相邻两个螺旋之间加个楔子；同样，如果内侧位置在弯曲前本来有个楔子，为了更好的弯曲，就需要把这个楔子拿掉。因此作者认为，DNA的甲基化修饰的功能就像楔子，其存在是为了稳定DNA的结构。

过去我们总以为，DNA 甲基化的使命，是调控基因表达。但比对甲基化组与转录组：海量发生改变的甲基修饰位点，和发生变化的基因表达，不存在显著直接调控关联。

对于一个相对稳定的系统，无论是微观系统还是宏观系统，起调控作用因子的数量往往相对较少，而起主体作用因子的数量则相对较多。这是因为数量少的因子，在数量上稍微有点变化就很容易被感知，例如，对于一个学校而言，是数量相对较少的校领导调控数量相对更多的学生，还是数量相对较多的学生调控数量相对较少的校领导？同理，在DNA存在甲基化修饰的生物中，DNA甲基化位点的数量是基因的成百上千倍，聪明的你还会认为DNA甲基化修饰调控基因表达吗？

所以，真相是，环境先改写基因表达，再在差异表达基因处腾出转录因子所需要空间，，甲基化修饰紧随其后，以稳定全新的基因组空间结构，保障基因表达的稳定性。

视频内容详见：Zhenhua Shi*,. iScience. 2024, 27:110607.

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