Согласно многочисленным исследованиям на зародышах млекопитающих метилирование ДНК представляет собой универсальный и, по- видимому, основной метод регуляции активности генов в развитии. При этом для нормального развития необходимо соблюдение исторически сложившегося порядка метилирования и деметилирования генома. Как уже упоминалось (см. раздел 10.2.1), характерный для родительских гамет паттерн метилирования ДНК полностью стирается на начальных этапах дробления, на стадиях морулы — ранней бластоцисты происходит тотальное неспецифичное метилирование ДНК, после чего по мере дифференцировки в каждом клеточном клоне (линии) устанавливается новый, специфичный для него паттерн метилирования. Следовательно, по мере дифференцировки клеток и формирования зародышевых листков все более активными становятся процессы специфического деметилирования индивидуальных генов и целых хромосомных доменов [84].
Логично предполагать, что, исследуя паттерны метилирования ДНК на разных стадиях, можно получить ценную информацию о порядке реализации наследственной программы в процессах индивидуального развития зародыша, то есть приблизиться к пониманию функций генома в эмбриогенезе.
Для решения этой проблемы были разработаны специальные методы, позволяющие визуализировать непосредственно на цитологических препаратах активно работающие гены, точнее кластеры этих генов, сосредоточенные в определенных участках хромосом. К ним относятся методы рестрикции in situ, методы ник-трансляции in situ и другие молекулярные методы, ранее применявшиеся только в экспериментах с изолированной ДНК. Некоторые из них ранее с успехом были применены для изучения особенностей структурно-функциональной организации хромосом в эмбриогенезе лабораторных млекопитающих [143]. В серии наших исследований впервые был проведен анализ особенностей метилирования ДНК хромосом в разных тканях и на разных стадиях эмбриогенеза человека [125, 135, 145, 558].