מתילציה
מעורבות המתילציה במחלות ותסמונות

תוארו תסמונות הנגרמות כתוצאה מפגם ספציפי במתילציה. במסגרת כך, ייתכנו פגיעה המשפיעה באופן ישיר על הפנוטיפ, או פגם עקיף שעלול להשפיע על דפוס מתילציה כחלק מפנוטיפ רחב יותר. להלן מספר דוגמאות:
סינדרום Rett: תסמונת נוירו-התפתחותית, המאופיינת בעצירת הגדילה של הפרט בגיל שבין 6 ל-18 חודשים; בנסיגה במיומנויות בנרכשות; באובדן יכולת הדיבור; ובלקויות שכליות. תסמונת זו משפיעה בעיקר על נקבות, בתדירות של אחת לעשרת אלפים לידות. בתסמונת זו, תוארה מוטציה בגן המקודד לחלבון הקושר קבוצת מתיל ברצף CpG (MeCP2).
תסמונת (Beckwith Wiedeman (BWS: תסמונת זו מורשת לרוב מהאם, ומעורבת בגדילת-יתר של העובר לפני ואחרי הלידה. בלוקים בתסמונת זו, תוארה נטייה לפתח גידולים סרטניים בעובר, כגון נפרובלסטומה. הלוקוס בתאחיזה לתסמונת זו מתפרש על פני 1Mb, וכולל בתוכו מספר גנים העוברים החתמה גנומית. אזור זה כולל שני תתי-אזורים, העוברים בקרה עצמאית. השינוי הנפוץ ביותר בתסמונת זו הוא היעדרות של המתילציה באלל ממוצא אימהי באתר KvDMR1, הנמצא בתוך אי CpG בגןKCNQ1, וכן שינוי בדגמי מתילציה באזורי בקרה של הגניםH19, IGF2.
תסמונת גדילת יתר: הפרעות המקושרות לגדילת יתר מאופיינות במוגבלות שכלית, בשינויי גובה ובעיוותים בפנים. התסמונת נגרמת ממוטציות ברצף של דנ"א מתילטרנספראז DNMT3A, המשנות שייר באתר החלבון (domain) ומפריעות ביצירת קשר בין ההיסטונים.
במסגרת זו, תסמונת Weaver גורמת לגדילת יתר, ומאופיינת במבנה גוף גבוה, בגיל עצם מתקדם, בעיוותים בפנים ובלקויות שכליות. תסמונת זו נגרמת כתוצאה ממוטציה הטרוזיגוטית באנהנסר של zeste homolog 2 (EZH2), המהווה חלק מקומפלקס PRC2 האחראי על ארגון הכרומטין ועל המתילציה על היסטון H3 בעמדה של ליזין 27 (H3K2me3).
סרטן: שינויים במתילציה ברחבי הגנום זוהו כבעלי תפקיד משמעותי בהתפתחות של סוגי סרטן שונים. שינויים אלה משפיעים על בקרת ביטוי הגנים ממצב תקין למצב של מחלה. אי ה-CpG בפרומוטר של גן עובר מתילציות יתר, אירוע המוביל להשתקת התעתוק, שעשוי להיות מורש לתאי הבת במהלך חלוקות התא. בשלבים מוקדמים של התהליך הסרטני מתרחשת הפחתה במתילציות ברחבי הגנום, בנוסף לחוסר יציבות כרומוזומלית - כל זאת במיוחד בלוקוסים גנומים, המכילים אונקוגנים.
התקדמות התהליך הסרטני קשורה גם בשינויים בדפוס המתילציות כתוצאה ממוטציות במתיל טרנספראזות ובדה-מתיל טרספראזות, המשפיעים על מתילציית יתר בגנים המדכאים גידולים סרטניים, ובחוסר מתילציות בגנים אונקוגנים.
טרשת עורקים: שינויים אפיגנטים כדוגמת מתילציות על ה-DNA קושרו למחלות בלב ובכלי הדם, כולל טרשת עורקים. בטרשת עורקים ניתן לראות ירידה כללית ברמת המתילציה באזורים ספציפיים בגן, שבהם מתקיימת מתילציית יתר באופן נורמלי. ניתן לראות שונות של מתילציות על ה-DNA בתאי מונוציטים ולימפוציטים, אשר עוברים ירידה במתילציה, שגורמת מצדה לרמות גבוהות של הומוציסטאין, הידוע כגורם המעלה את הסיכון למחלות לב. רמות גבוהות של הומוציסטאין מעכבות את ה-DNA מתילטרנספראז, מה שמסביר ירידה במתילציה המשפיעה על גנים הקשורים לגידול ולהתחלקות של תאי שריר חלקים.
תסמונת ה-X השביר: תסמונת זו מתרחשת אחת ל-400 לידות של זכרים, ומאופיינת בפיגור שכלי מורש. מוטציה באזור ה-5' UTR בגן FMR1 מביאה להגדלת מספר החזרות של מקטע CGG. כאשר מספר החזרות גדול מאוד (מעל כ-200 לעומת מצב רגיל שבו מתקיימות עד 50 חזרות) מתקבלת תסמונת זו. בחלק מן הלוקים בתסמונת זו, מופיעה מתילציה דה נובו על מספר החזרות המורחב, המשתיקה את התעתוק של הגן FMR1.
זאבת אדמנתית (SLE): מחלה אוטואימונית, הנפוצה יותר בקרב נשים, והמופיעה אחת ל-2000 פרטים באוכלוסייה. מחלה זו מאופיינת ביצור של נוגדנים כנגד ה-DNA ותאי T-cell שבהם היה אובדן של מתילציות ברחבי הגנום.
Immunodeficiency, centromeric region instability, and facial anomalies syndrome - ICF: תסמונת נדירה ורצסיבית, הנובעת מפגם במערכת החיסונית. התסמונת מורשת באופן מנדלי. היא מאופיינת בכשל חיסוני חמור, הנגרם מחוסר באימונוגלובולין, ובתווי פנים לא סטנדרטים. המחלה נגרמת כתוצאה מירידה במתילציה, אשר מצדה, נגרמת כתוצאה ממוטציה מורשת בדנ"א מתילטרנספרז DNMT3B.