多细胞生物的生长发育、组织特化以及对环境变化的响应在很大程度上依赖于基因的选择性表达。基因的沉默除了受到转录调控因子的调节外，还受到DNA甲基化和组蛋白修饰的影响。在哺乳动物发育过程中，细胞基因组DNA需要在特定的时间和特定的位点进行精确的甲基化谱式的建立，从而对外界环境的变化作出正确的响应，存此过程中起始性 DNA 甲基转移酶 Dnmt3a 和 Dnmt3b 起着重要的作用。然而，Dnmt3a和Dnmt3b在基因甲基化谱式建立中的分子机制还不清楚。 在利用体外细胞分化系统证实Oct4基因在体外细胞分化过程中发生了起始性的甲基化，并发现其 DNA 甲基化主要发生在启动子和近端增强子区域，而不发生在远端增强子区域。为了研究Oct4基因发生起始性DNA甲基化的分子机理，首先鉴定了参与这一过程的 DNA 甲基转移酶。分别或同时针对Dnmt3a 和 Dnmt3b的 siRNA 干扰以及功能缺失能够导致Oct4基因在细胞分化过程中的低甲基化、转录异常激活以及细胞分化异常，提示了 Dnmt3a 和 Dnmt3b在 Oct4 基因甲基化中的协同作用。免疫共沉淀、哺乳动物细胞双杂交以及细胞免疫荧光等实验证明Dnmt3a 和 Dnmt3b在体内能够相互作用形成异聚体，并在ES 细胞中有相互重叠的亚细胞定位。通过染色质免疫共沉淀实验，发现Dnmt3a 和 Dnmt3b 在正在分化的细胞中能够定位在Oct4的甲基化区域。这些数据进一步说明Dnmt3a和Dnmt3b不仅能够相瓦作用，而且它们在细胞分化早期协同作用于Oct4基因时能够快速有效地将其甲基化，从而保持稳定的、长时间的基因沉默；同时，也显示了Oct4基因的甲基化对细胞分化和胚胎发育所具有的重要作用。此外，还检测了其他一些基因在细胞分化前后的甲基化状态。几个神经元特异性表达的基凶，如Tubb3、NFL以及c-Jun等，不论在未分化的P19细胞还是在分化以后的细胞中都没有被甲基化。而神经胶质细胞的标志性基因Gfap则在分化过程中发生了去甲基化。除此之外，本工作还检测了Rasgrfl、Gtl2和H19三个父本印迹基因是否在小鼠 E12.5 天的原始生殖细胞中发生去甲基化，以及它们的父本甲基化谱式在何时开始建立。同时，也将Rasgrfl和Gtl2同另一个父本印迹基因H19以及母本印迹基因Snrpn进行了比较。实验结果显示，Rasgrfl、H19以及Snrpn的甲基化在 E12.5 天被抹去，而Gtl2的甲基化水平虽然在此时达到最低值，但是仍有一部分处于甲基化的状态。在雄性生殖系中，Rasgfl、Gtl2以及H19的起始性甲基化在E12.5至E17.5天开始建立，但是它们的甲基化谱式直到成熟的精子中才建立完全，这同重复序列 IAP、L1 以及次要卫星序列等有着明显的差别，因为这些序列的甲基化在 E17.5 天就已经建立完全。