DNA methylation shapes transcription factor binding beyond canonical CpG contexts
Notice bibliographique
Résumé
Cytosine methylation is a key epigenetic modification that regulates transcription factor (TF) binding and gene expression. While most current understanding of methylation-sensitive TF binding derives from studies focused exclusively on fully methylated CpG sites, alternative forms-such as non-CpG and hemimethylation-are increasingly recognized as widespread and functionally important, particularly in embryonic stem cells and neurons. However, the direct impact of these alternative methylation contexts on TF-DNA interactions remains poorly defined, largely because current binding assays introduce methylation enzymatically, which precludes strand-specific and position-resolved measurements. Here, we systematically profile the methylation sensitivity of 18 human TFs spanning 11 structural families using chemically synthesized DNA libraries containing position-specific 5-methylcytosines (5mC) in CpG, non-CpG, and hemimethylated contexts, measured via high-throughput protein-binding microarrays. Our results reveal extensive TF sensitivity to methylation state, position, and strand orientation, including strong binding of several TFs to non-CpG and hemimethylated sites. The presence of 5mC can dramatically alter TF-DNA interactions: transforming low-affinity sites into high-affinity ones by enabling new contacts or silencing otherwise favorable motifs through steric hindrance. Genomic analyses further show that the methylation-sensitive sequences identified in vitro are represented within enhancers and regulatory elements, exhibiting distinct methylation patterns across cell types. Together, our findings uncover a previously hidden layer of methylation-dependent TF-DNA recognition, broadening the understanding of epigenetics in transcriptional regulation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».