表現(xiàn)遺傳學——主要研究任務是通過對生活習慣、飲食習慣等因素的研究，尋找在沒有改變DNA序列的前體下，環(huán)境如何影響我們的基因的答案。比如說，空氣中的污染物如何改變一個人的DNA的表達，從而導致像肺氣腫或肺癌之類的疾病。
在基因組中除了DNA和RNA序列以外，還有許多調控基因的信息，它們雖然本身不改變基因的序列，但是可以通過基因修飾，蛋白質與蛋白質、DNA和其它分子的相互作用，而影響和調節(jié)遺傳的基因的功能和特性，并且通過細胞分裂和增殖周期影響遺傳。因此表觀遺傳學又稱為實驗遺傳學、化學遺傳學、特異性遺傳學、后遺傳學、表遺傳學和基因外調節(jié)系統(tǒng)，它是生命科學中一個普遍而又十分重要的新的研究領域。它不僅對基因表達、調控、遺傳有重要作用，而且在腫瘤、免疫等許多疾病的發(fā)生和防治中亦具有十分重要的意義。
DNA甲基化修飾作為一種重要的表觀遺傳修飾，能通過影響染色質結構，DNA構象、穩(wěn)定性以及與蛋白質相互作用方式等，起到調控基因表達的作用。在維持正常細胞功能、遺傳印記、胚胎發(fā)育以及人類腫瘤發(fā)生中起著重要作用，是目前新的研究熱點之一。
在哺乳動物中，DNA甲基化是指在DNA甲基轉移酶（DNA-methyltransferase,DNMT）的作用下，以S-腺苷*（SAM）提供甲基供體，將其轉移到脫氧胞嘧啶環(huán)第5位碳原子形成甲基化脫氧胞嘧啶（5mC）的共價修飾。
哺乳動物中DNMT家族有5個成員，分別是DNMT1、DNMT2、DNMT3A、DNMT3B和DNMT3L，但只有DNMT1、DNMT3A和DNMT3B 3種酶具有甲基轉移活性。DNMT3A和DNMT3B被稱為從頭甲基化轉移酶。哺乳動物基因組DNA甲基化是在胚胎發(fā)育過程通過DNMT3A和DNMT3B建立，并且甲基化模式隨發(fā)育階段和細胞類型各異。DNMT3L是DNMT3酶的一個無催化活性的旁系同源物，其可以促進DNMT3A的酶活性。
近期的一些研究確立了DNA甲基化與組蛋白修飾之間的關聯(lián)，揭示出了一種由組蛋白引導DNA甲基化建立的機制。DNMT3A的ATRX–DNMT3–DNMT3L (ADD)結構域可以識別未甲基化組蛋白H3(H3K4me0)。在體外，組蛋白H3尾部可促進DNMT3A的酶活性，然而目前尚不清楚其分子機制。
研究人員證實，DNMT3A以一種自抑制形式存在，組蛋白H3尾部以一種DNMT3L依賴性方式促進了它的活性。研究人員確定了自抑制形式的DNMT3A–DNMT3L和活化形式的DNMT3A–DNMT3L-H3復合物的晶體結構，其分辨率分別達到3.82和2.90埃。結構和生化分析結果表明，DNMT3A的ADD結構域與催化結構域（catalytic domain，CD）相互作用，通過阻斷它的DNA結合力，抑制了CD的酶活性。組蛋白H3(而非H3K4me3)可以破壞ADD–CD互作，誘導ADD結構域大幅度移動，由此解除DNMT3A的自抑制。
這些研究結果揭示出了DNA甲基化的另一個調控層面，確定了DNMT3A主要是當存在未甲基化的H3K4時在適當?shù)陌形稽c被激活，并強有力地證實了在整個哺乳動物基因組中H3K4me3與DNA甲基化之間的負相關性。新研究提供了從頭甲基化轉移酶在初的基因組定位后意想不到的自抑制和組蛋白H3誘導其活化的一些新見解。
