متیلاسیون DNA پدیده ای اپی ژنتیک است که با اضافه شدن گروه متیل (CH3) به سیتوزین ایجاد می شود. متیلاسیون DNA در محلی که نوکلئوتید گوانین (G) و به دنبال آن نوکلئوتید سیتوزین (C) قرار دارد، انجام می پذیرد. جفت نوکلئوتید های C و G در کنار هم با عنوان دی نوکلئوتید CPG شناخته می شوند. جزایر CPG در طول توالی DNA، با جفت های سیتوزین و گوانین امتداد یافته و عموما در نزدیکی محل پروموتر یافت می شوند. این نواحی پروموتری در محل شروع رونویسی اکثر ژن ها قرار گرفته اند. دو نوع متیلاسیون وجود دارد: هیپومتیلاسیون و هیپرمتیلاسیون. اضافه شدن یا حذف گروه متیل به ترتیب توسط آنزیم های DNA متیل ترانسفراز (DNMTs) و DNA دمتیلاز صورت می گیرد. گروه متیل از S- آدنوزیل متیونین منتقل می شود. متیلاسیون DNA با به کارگیری پروتئین های درگیر در بیان ژن یا ممانعت از اتصال فاکتورهای نسخه برداری به DNA سبب تنظیم بیان ژن می شوند. هیپرمتیلاسیون DNA در عناصر پروموتور سبب جلوگیری از بیان ژن گردیده و برای دامنه گسترده ای از فعالیت های سلولی مانند پایداری و حفاظت ژنوم، ایمپرینتینگ، غیر فعال سازی کروموزوم X، تنظیم بیان ژن های اختصاصی بافت ها، سرطان (خاموش شدن ژن های سرکوبگر توموری) و پیری ضروری است. هیپومتیلاسیونDNA نقش مهمی در ایجاد سرطان بازی می کند. الگوی متیلاسیون ژنوم در طی تکامل به علت فرآیندهای دینامیک شامل متیلاسیون de novo و دمتیلاسیون تغییر می کند. سلول های تمایز یافته دارای الگوی ثابت و یکنواختی از متیلاسیون DNA است که نسخه برداری ژن های ویژه بافت ها را تنظیم می کنند. متیلاسیون DNA در بیماری های بدخیم هماتولوژیک که شامل سندرم مایلودیسپلاستیک و انواع سرطان ها می باشند، مکررا اتفاق می افتد. باور بر این است که این اتفاقات اپی ژنتیکی در تمایز سلولی نقش بازی می کند که در صورت وجود سندرم مایلودیسپلاستیک موجب اختلال در خونریزی نرمال می گردد. برگشت پذیری بی عیب و نقص به شکل ذاتی در متیلاسیون DNA موجب امیدوارکننده بودن پروسه درمان می گردد. چرا که می توان با مهار آنزیم متیل ترانسفراز موجب دوباره فعال شدن ژن های که خاموش شده اند، شد و تمایز رو بهبود بخشید. یک عامل مهارکننده قوی آنزیم متیل ترانسفراز و هایپرمتیلاسیون در محیط کشت، Decitabine می باشد که می تواند در طول همانند سازی به عنوان آنالوگ سیتوزین مستقیما وارد DNA شود و در دی نوکلئوتید CPG قرار گیرد. به دلیل حضور نیتروژن به جای کربن، در کربن شماره 5 Decitabine، از انتقال گروه متیل به مولکول Decitabine جلوگیری شده و آنزیم متیل ترانسفراز به شکل دائم به Decitabine متصل باقی می ماند. با به دام افتادن آنزیم متیل ترانسفراز توسط Decitabine، سطح آنزیم درون سلولی، در طول دوره های متعاقب سنتز DNA، کاهش می یابد و از متیلاسیون دوباره جزایرCPG در چرخه های مختلف سلولی جلوگیری شده و موجب بیان دوباره ژن هایی که به شکل نامناسب سرکوب شده بودند، می شود. قابل توجه است که سلول های غیر تکثیری به طور نسبی نسبت به این عمل حساس نیستند.