5-メチルシトシン
「Epigenetic age」とは、年齢とDNAメチル化レベルとの関係を指す。 「clock CpG」と呼ばれる特定のCpG領域におけるDNAメチル化のレベルと、特定年代集団におけるゲノム全体のメチル化率の典型的なレベルを回帰するアルゴリズムを組み合わせることで、後成的年齢予測が可能になる。若者(0〜20歳)の場合、DNAメチル化の変化は発達と成長が進むにつれてより速い速度で発生し、高齢になると変化が遅くなり始める。
エピジェネティックな年齢の推定方法は複数提唱されている。「Horvathの時計」では、複数組織由来の353個のCpGセットを測定する。このセットでは、半分は年齢と正の相関があり、残りの半分はエピジェネティックな年齢を推定するために負の相関がある。「Hannumの時計」では、成人の血液サンプルを使用して、71のCpGサイトの直交ベースに基づいて年齢を計算する。DNAm PhenoAgeとして知られる「Levineの時計」は、513のCpGサイトに依存しており、死亡率と寿命を予測する際に他の年齢推定手法を上回ったスコアを出しているが、非血液組織にはバイアスを示している。また、ELOVL2遺伝子という1つのCpGのみのメチル化状態をもとにした年齢推定器の報告がある。年齢の推定により、5mCのメチル化マーカーに基づいて個人が影響を受ける可能性のある年齢に関連した状態の予想から寿命を予測できる。
DNMT3AとDNMT3Bは主にde novoメチル化を担当し、DNMT1は複製後に5mCマークを維持する役割を持つ。DNMTは互いに相互作用して、メチル化能力を高めている。たとえば、2つのDNMT3Lは2つのDNMT3Aと複合体を形成してDNAとの相互作用を改善し、メチル化を促進する 。DNMTの発現の変化は、異常なメチル化をもたらす。過剰発現することでメチル化の増加をもたらし、逆に酵素を破壊するとメチル化のレベルは低下する。
付加のメカニズムは次のとおりである 。
DNMTのPCQモチーフのシステイン残基が、メチル化されるシトシンヌクレオチドの炭素6に求核攻撃を引き起こす。
S-アデノシルメチオニンは、メチル基を炭素5に供与する。
DNMT酵素の塩基は、5位の炭素の残留水素を脱プロトン化して、5位と6位の炭素間の二重結合を復元し、5-メチルシトシン塩基対を生成する。