5-Гідроксиметилцитозин (5hmC) — це азотиста основа, продукт ферментативного окиснення 5-метилцитозину (5mC) під дією білків родини TET. Міститься в ДНК більшості клітин ссавців, також присутня у мРНК, де її зазвичай позначають як hm5C.
Найчастіше 5hmC є стабільною епігенетичною модифікацією геному, а не проміжним продуктом деметилювання, тому його називають шостою основою ДНК, а 5-метилцитозин — п'ятою основою.
Біологічна роль 5hmC становить ~40% модифікованого цитозину в клітинах головного мозку, що у 5-10 разів більше, ніж в інших тканинах, і пов'язане з синаптичною пластичністю. При цьому він суттєво виснажується на Х-хромосомі під час постнатального нейророзвитку та старіння.
За даними мас-спектрометрії, індуковані плюрипотентні стовбурові клітини (іПСК) людини демонструють високе зростання рівнів 5hmC порівняно з вихідними клітинами фібробластів, що вказує на те, що 5hmC є важливою епігенетичною зміною під час репрограмування клітин.
Взаємодія Утворення 5hmC у CpG-динуклеотидах суттєво погіршує зв'язування MeCP2 з ДНК.
Не розпізнається деякими білками, що містять метил-CpG-зв'язувальний домен, наприклад, транскрипційними репресорами MBD1 та MBD2. Внаслідок цього наявність 5hmC у промоторах збільшує транскрипцію.
Клінічне значення Основними видами зразків для визначення 5hmC є рідинні біопсії (переважно циркулююча безклітинна ДНК) та зразки пухлинної тканини. Рівень 5hmC значно знижений при плоскоклітинному раку легень, пухлинах головного мозку, але не залежить від мутацій у IDH1. У периферичних Т-клітинних лімфомах теж знижений рівень 5hmC, порівняно з нормальними Т-лімфоцитами, незалежно від мутацій у TET2, IDH2 та DNMT3A.
Зниження рівня 5hmC у пухлинах пояснюється такими причинами: мутації в TET, що призводять до зниження каталітичної продукції 5hmC, особливо при гематологічних видах раку; зниження експресії білків TET, що призводить до зниження рівнів 5hmC через такі фактори тканин пухлини як гіпоксія, мікроРНК, рівні глюкози, глутаміну, та мутації IDH; швидкий ріст пухлинних клітин, що призводить до реплікаційно-залежної втрати 5hmC у ДНК.
Є перспективним біомаркером ранньої діагностики раку, прогнозу метастазування та рецидиву злоякісних пухлин, може мати терапевтичну цінність.
Примітки
Див. також Цитозин 5-Метилцитозин Метилювання ДНК Гістоновий код Епігенетичне перепрограмування