エピジェネティッククロックCPGの年齢依存のメチル化は、G四重鎖、協調形成されたRNA構造および暫定的なスプライス部位に関連付けられています

Horvathのエピジェネティッククロックは、メチル化レベルが個人の年齢を正確に予測できる353 CPGで構成されています。バイオインフォマティクス分析を使用して、エピジェネティッククロックCPGを取り巻くシーケンスの立体構造、エネルギー特性、および異なる年齢のメチル化の変化の中央値、CPG島の存在、および遺伝子の位置に関連して、シーケンスの暫定的なスプライス部位の存在を調査しました。エピジェネティッククロックCPGを囲む100のNTシーケンスの共通の特性は、G四重鎖および/または暫定的なスプライス部位モチーフです。メチル化の中央値は、転写中に安定性の低い構造を採用するシーケンスで大幅に増加します。CPGSがG-quadruplexesとそれぞれより前よりも重複する場合、メチル化はより高くなります。エピジェネティッククロックCPGのメチル化の中央値は、複数の製品や単一のドナーと複数のアクセプターを含むものではなく、単一製品として表される配列で高くなっています。年齢に関連したメチル化の変動は、G四重鎖のない配列、特に低安定性の新生RNAを生成するものとスプライス部位を持つ配列で有意です。転写開始部位に近いシーケンスのCPGは、発現しない可能性のあるもの（仮想タンパク質）が、加齢に伴うメチル化の中央値の減少と増加の類似の程度を受けます。メチル化の保存は、CPG島（外海）から遠く離れたCPGに反して、G四重鎖のないCPG島で観察されます。H3K27ヒストンメチルトランスフェラーゼによる認識を決定するG quadruplexとRNA擬似ノットを含む配列は、低メチル化されています。提示された構造DNAおよびエピジェネティッククロックシーケンスの同時転写RNA分析は、年齢に関連したメチル化の関連性とDNAおよびヒストンメチル化、スプライシング、クロマチンサイレンシングの生物学的プロセスとの関連性を予見します。

Horvath's epigenetic clock consists of 353 CpGs whose methylation levels can accurately predict the age of individuals. Using bioinformatics analysis, we investigated the conformation, energy characteristics and presence of tentative splice sites of the sequences surrounding the epigenetic clock CpGs, in relation to the median methylation changes in different ages, the presence of CpG islands and their position in genes. Common characteristics in the 100 nt sequences surrounding the epigenetic clock CpGs are G-quadruplexes and/or tentative splice site motifs. Median methylation increases significantly in sequences which adopt less stable structures during transcription. Methylation is higher when CpGs overlap with G-quadruplexes than when they precede them. Median methylation in epigenetic clock CpGs is higher in sequences expressed as single products rather than in multiple products and those containing single donors and multiple acceptors. Age-related methylation variation is significant in sequences without G-quadruplexes, particularly those producing low stability nascent RNA and those with splice sites. CpGs in sequences close to transcription start sites and those which are possibly never expressed (hypothetical proteins) undergo similar extent of age-related median methylation decrease and increase. Preservation of methylation is observed in CpG islands without G-quadruplexes, contrary to CpGs far from CpG islands (open sea). Sequences containing G-quadruplexes and RNA pseudoknots, determining the recognition by H3K27 histone methyltransferase, are hypomethylated. The presented structural DNA and co-transcriptional RNA analysis of epigenetic clock sequences, foreshadows the association of age-related methylation changes with the principle biological processes of DNA and histone methylation, splicing and chromatin silencing.