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基因控制的隱藏鍵：為什麼甲基化能抑制基因轉錄？
在分子生物學的研究中，DNA的甲基化過程越來越受到重視。這一生物過程是指甲基基團被添加到DNA分子上，改變了DNA片段的活性，而沒有改變其序列。當甲基化發生在基因啟動子上時，通常會抑制基因的轉錄。甲基化在哺乳動物的正常發展中至關重要，與基因印記、X染色體失活、轉座元件的抑制、老化及癌變等多個關鍵過程密切相關。
DNA的甲基化是基因表達的關鍵調控機制之一，某種程度上相當於基因表達的“開關”。
甲基化的作用機制
DNA甲基化通過兩種主要方式影響基因的轉錄。首先，甲基化的DNA本身可能會物理性地妨礙轉錄蛋白質的結合；其次，甲基化的DNA可被稱為甲基-CpG結合蛋白的蛋白質（MBDs）所結合。這些MBD蛋白質會招募其他蛋白質至該基因片段，如組蛋白去乙酰化酶及其他染色質重塑蛋白，從而改變組蛋白的結構，形成稱為異染色質的緊密、不活躍的染色質結構。
研究顯示，對於約60-70%的基因而言，含有CpG島的啟動子在轉錄活動中保持未甲基化狀態。
CpG島的角色
在哺乳動物中，許多基因的CpG島被認為是轉錄的可啟動位點。這些CpG島通常長度大於200個鹼基對，G+C含量超過50%。它們的存在使基因在表達時不容易受到甲基化的影響，從而保證基因的穩定性與活性。
癌症與甲基化的關係
在多種疾病過程中，基因啟動子的CpG島經常出現異常的超甲基化，這會導致轉錄的靜默化，並且這一改變可以在細胞分裂中遺傳給子細胞。在癌症的發展過程中，甲基化的改變被視為一個重要的因素，特別是低甲基化和高甲基化在不同類型的腫瘤中產生明顯影響。
在心血管疾病如動脈粥樣硬化中，DNA甲基化也被認為扮演重要角色，可能作為早期生物標記來預測疾病風險。
老化與DNA甲基化
人類及其他哺乳動物中，DNA甲基化水平可以準確地預測組織和細胞類型的年齡。隨著年齡增長，甲基化的全球喪失表現得越來越明顯，這一現象顯示出DNA甲基化在老化過程中的穩定性和適應性。
運動與基因調控
高強度的運動被發現能夠減少骨骼肌中的DNA甲基化，這顯示出運動對基因調控的深遠影響。此外，長期鍛煉的個體也顯示出在脂肪組織中甲基化程度的改變。
DNA甲基化作為基因調控的一種重要機制，其影響遍佈多個生物學過程，從發育、老化到疾病的發展。理解甲基化對基因表達的影響，是未來生物醫學研究的關鍵。隨著我們對這一過程的認識增深，DNA甲基化能否成為新型療法的突破口呢？
