下列那個限制酶的切割作用會受 CpG甲基化的影響？

本題觀念：

限制酶的切割活性可能會因為其辨識序列上的 cytosine 是否被 5-甲基化 (5mC) 而改變。透過比較同一辨識序列的同識酶 (isoschizomers)，可用於判定該位點的甲基化狀態。

選項分析

• 選項A MspI
  MspI 與 HpaII 均識別序列 CCGG，但 MspI 對內層 CpG 的甲基化不敏感，仍能切割；只有當外層 cytosine (第一個 C) 甲基化時，MspI 切割才會被部分抑制。故 MspI 切割不會受內層 CpG 5mC 影響 (neb.com)

• 選項B HpaII
  HpaII 亦識別 CCGG，但若內層 cytosine（CpG 中的 C）被甲基化，HpaII 的活性就會被完全抑制，無法切割。對內層 CpG 甲基化高度敏感 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

• 選項C KpnI
  KpnI 識別 GGTACC，NEB 說明其切割不受 dam、dcm 及哺乳類 CpG 甲基化影響。對 CpG 5mC 無敏感性 (neb.com)

• 選項D NdeI
  NdeI 識別 CATATG，同樣不受 Dam、Dcm 或哺乳類 CpG 甲基化影響，可正常切割 (neb.com)

答案解析

HpaII 是唯一一個在其辨識序列內部 CpG 被 5mC 修飾時即完全失去切割活性的限制酶。MspI、KpnI、NdeI 均不因內層 CpG 甲基化而阻斷切割。故本題答案為選項 B (HpaII)。

核心知識點

• 同識酶（Isoschizomer）: 兩種或以上切割同一 DNA 序列的限制酶，但對甲基化敏感度可不同
• HpaII/MspI
  • 辨識序列: 5′-C↓CGG-3′
  • HpaII: 對內層 CpG 5mC 敏感，甲基化時阻斷切割
  • MspI: 對內層 CpG 5mC 不敏感，仍可切割；對外層甲基化較敏感
• 常用限制酶 KpnI (GGTACC) 與 NdeI (CATATG) 均不受哺乳類 CpG 5mC 影響
• CpG 甲基化在表觀遺傳調控、基因沈默與疾病標誌物研究上具重要地位

臨床重要性

利用 HpaII/MspI 同識酶對比（如 MSAP 技術）可快速篩檢基因組上 CpG 甲基化狀態，廣泛應用於癌症表觀遺傳標誌物偵測、發育生物學與環境因子影響研究。