Les mécanismes épigénétiques jouent un rôle essentiel dans un développement sain. Inversement, les mécanismes épigénétiques régulés avec précision sont perturbés dans des maladies comme le cancer.

Chez la plupart des mammifères, les femelles ont deux chromosomes X (XX) tandis que les mâles ont un chromosome X et un chromosome Y (XY). Le chromosome X contient beaucoup plus de gènes que le chromosome Y. Par conséquent, pour éviter un excès d’expression génique liée au chromosome X chez les femelles, l’un des deux chromosomes X au hasard est rendu silencieux au cours du début du développement. Ce processus, appelé inactivation du chromosome X, est régulé par la méthylation de l’ADN. Les scientifiques ont trouvé une plus grande méthylation d’ADN aux sites des promoteurs de gènes sur le chromosome X inactif que sur son pendant actif. La méthylation de l’ADN empêche la machinerie de transcription de s’attacher à la région du promoteur, ce qui inhibe la transcription des gènes.

La méthylation anormale de l’ADN joue un rôle important dans le cancer. La région de promoteur de la plupart des gènes contient des étendues de nucléotides de cytosine et guanine liés par un groupe phosphate. Ces régions sont appelées des îlots CpG. Chez les cellules saines, les îlots CpG ne sont pas méthylés. Cependant, dans les cellules cancéreuses, les îlots CpG dans les régions des promoteurs de gènes suppresseurs de tumeur ou régulateurs du cycle cellulaire sont excessivement méthylés. La méthylation désactive l’expression de ces gènes, permettant aux cellules cancéreuses de se diviser rapidement et de façon incontrôlable.