DNA甲基化是一个甲基附着在胞嘧啶ba上的过程这是DNA分子的一部分，也是DNA表观遗传标记的主要方式。表观遗传修饰可以作为调节基因ex的开关在不改变基础DNA序列的情况下，帮助产生多种细胞类型。例如，这就是身体如何确保与大脑相关的基因不会在心脏细胞中被激活。
因此，维持DNA甲基化模式对于确保每种细胞类型的正确和一致的功能非常重要。但这不是一件容易的事:DNA甲基化模式会随着时间的推移而改变，这与多种疾病有关。一种是一种罕见的遗传病，称为免疫缺陷、着丝粒不稳定和面部异常综合征(ICF)，其症状包括反复呼吸道感染、面部异常、生长和认知减慢。
虽然已经知道CDCA7基因的突变会导致ICF综合征，但对该基因的分子功能知之甚少。现在，洛克菲勒大学Funabiki实验室与东京大学和横滨市立大学的研究人员密切合作，已经确定了CDCA7的一个独特功能特征，可以确保DNA甲基化的准确遗传。
研究人员发现，CDCA7能在真核生物中感应半甲基化——这是一个重要的发现，因为半甲基化感应一直被认为只由一种叫做UHRF1的蛋白质来完成。他们的研究结果发表在《科学进展》杂志上。
“这是一个令人难以置信的发现，”共同第一作者伊莎贝尔·沃辛说，她是染色体和细胞生物学实验室的博士后，由Hiro Funabiki领导。“了解到CDCA7也作为一个传感器解释了为什么它的突变会导致像ICF综合征这样的疾病，并填补了表观遗传学领域的一个主要空白。但它也带来了新的问题。例如，为什么细胞需要两个不同的半甲基化传感器?”
一个transitio最终状态
大量的细胞分裂周期，一个亲本细胞分裂成两个相同的子细胞，产生了数万亿个细胞，构成了人体。包装成染色体的DNA分子经过仔细的复制和分离，可以将遗传指令准确地传递给每一个新的子细胞。
DNA复制是一个棘手的过程。细胞核的核心是染色质，这是一种由双链DNA和组蛋白组成的大分子复合物，DNA像悠悠球上的绳子一样缠绕在染色质上，形成核小体。在复制过程中，双链DNA链从组蛋白周围展开，分裂成两条单链;然后DNA聚合酶在每条链上缝合互补的核苷酸，产生双链DNA分子的两个副本。
然而，甲基不会自动复制到新合成的DNA链上，使其暂时半甲基化:旧的亲本DNA链被甲基化，而新合并的子DNA链中的核苷酸则没有，这表明需要DNA甲基化维持。事实上，用UHRF1检测半甲基化是关键的第一步;然后蛋白质招募并激活DNA甲基转移酶DNMT1，该酶将甲基标记沉积在新合成的DNA链上。
风险很高，因为细胞感知半甲基化存在的能力有严格的期限:如果DNA的半甲基化状态在下一轮复制之前没有被识别出来，表观遗传甲基化标记就会永久丢失。
染色质问题
科学家们知道，许多酶和DNA结合蛋白的进入受到染色质的限制，包括那些必需引入DNA甲基化的酶和DNA结合蛋白。Funabiki实验室早期的研究表明，CDCA7与HELLS基因编码的蛋白质形成复合物，HELLS基因的突变也会导致ICF综合征。HELLS是一种所谓的核小体重塑剂，它可以暂时从核小体上解开DNA分子。
Funabiki解释说:“我们设想CDCA7-HELLS复合物对于帮助细胞克服紧致的异染色质屏障并使DNA分子易于甲基化沉积非常重要。”“但是有许多不同的核小体重塑剂能够以这种方式暴露DNA分子。为什么CDCA7-HELLS是唯一与DNA甲基化维持直接相关的核小体重塑复合体，这对我们来说仍然是一个谜。现在我们已经证明CDCA7特异性地将HELLS招募到半甲基化的DNA中，这最终提供了一个解释。”
在这个新模型中，CDCA7识别染色质中的半甲基化DNA并将HELLS招募到该位点，作为核小体重塑剂，HELLS将核小体滑开，将半甲基化位点暴露给UHRF1。
半甲基化传感的切换表明CDCA7比UHRF1更能检测致密异染色质内的半甲基化。这也解释了细胞需要两个不同的传感器。Wassing说:“对于这些传感器检测半甲基化，他们必须直接和选择性地结合半甲基化的DNA底物。”当DNA包裹在核小体上时，CDCA7似乎是唯一能够做到这一点的。如果没有它，UHRF1将对核小体颗粒中的半甲基化信号视而不见。”
这一新的认识可能有助于阐明由甲基化功能失调引起的疾病的潜在机制。在未来，他们将在DNA甲基化维持之外寻找半甲基化传感器的功能。
Funabiki说:“由于已知一些染色体区域保持半甲基化状态，CDCA7对它们的识别可能在基因调控和染色体组织中发挥更广泛的作用。”“这是一个令人兴奋的可能性。”
