Изменения и вариабельность метилирования ДНК в детстве на уровне эпигенома: траектории от рождения до позднего подросткового возраста

Известно, что метилирование ДНК играет ключевую роль в здоровье и развитии детей, однако комплексная характеристика общегеномных траекторий метилирования ДНК в этот возрастной период до сих пор отсутствует. Поэтому мы провели серию общегеномных исследований ассоциаций метилирования ДНК в 5019 образцах крови, собранных в различные моменты времени от рождения до позднего подросткового возраста у 2348 участников двух крупных независимых когорт. Профили метилирования ДНК аутосомных сайтов CpG получили с использованием чипа Illumina Infinium HumanMethylation450 BeadChip. Изменения с течением времени носили распространённый характер и наблюдались более чем в половине сайтов CpG (53%). В большинстве случаев метилирование ДНК снижалось (36% сайтов CpG). Межиндивидуальная вариабельность линейных траекторий также встречалась часто (27% сайтов CpG). Нелинейные изменения и межиндивидуальная вариабельность нелинейных траекторий выявлялись несколько реже — соответственно в 11 и 8% сайтов CpG. Половые различия объясняли лишь очень небольшую часть межиндивидуальной вариабельности изменений (0,4% сайтов CpG), несмотря на наличие различий метилирования ДНК между полами в 5% сайтов CpG. Траектории метилирования ДНК распределялись по геному не случайным образом. Например, сайты CpG со снижением метилирования были обогащены в телах генов и энхансерах и относились к генам, обогащённым функциями, связанными с развитием иммунной системы. Напротив, сайты CpG с повышением метилирования были обогащены в промоторных областях и относились к генам, обогащённым функциями, связанными с нейроразвитием. Эти результаты демонстрируют, что в детстве метилом претерпевает широко распространённые и часто нелинейные изменения. Они подтверждают роль метилирования ДНК в развитии, которая выходит за пределы периода после рождения и продолжается до позднего подросткового возраста, а также имеют значение для понимания здоровья и болезней на протяжении всей жизни. Траектории метилирования ДНК можно визуализировать по адресу http://epidelta.mrcieu.ac.uk.