Epigentics protocols

表观遗传学应用指南

了解表观遗传学的关键领域,包括组蛋白修饰、染色质结构、DNA 和 RNA 修饰。

​​

点击此处下载完整版表观遗传学应用指南

​​表观遗传学为何如此重要?

人类基因组计划的完成和新一代测序技术的进步揭示了基因组 DNA 对生物过程和疾病状态的控制比 最初想象的要少得多。表观遗传因素反而决定了 DNA 如何翻译,DNA 结构的严格调控,及进而控制 哪些基因在什么时间表达。

多种表观遗传因素共同协调从发育过程到细胞死亡通路的基本细胞程序。这些因素中的任何一项出现 功能障碍都会扰乱基因组的调控,导致细胞过程出错,引发癌症及自身免疫紊乱、神经系统疾病、不孕 不育等疾病。

为了解生物学或疾病的所有方面,有必要对可能起作用的表观遗传因素进行研究。本指南包含了表观 遗传调控概述以及如何研究这些关键参与因素。 

如何研究表观遗传学

表观遗传调控发生在许多相互作用的水平上,有必要平行观察所有这些水平,从而了解表观遗传学对 生物学过程的促进作用。采用冗余方法从多个角度处理表观遗传学研究是确保结果准确的关键。

这里,我们重点讲述表观遗传调控的五个基本方面。 


1. 染色质可及性和结构

基因组 DNA 被包装并组织成染色质,以适合每个细胞的细胞核。基因组的一些区域包装紧密,无法 进行转录,导致基因沉默。其他区域处于开放构象,允许转录因子和机制结合,从而进行活性基因转 录。了解在不同的细胞或疾病状态下,哪些基因组区域在整个基因组中是活跃的以及哪些是不活跃的, 有助于确定关键通路和相关基因。 

2. 组蛋白修饰 

组蛋白是负责包装 DNA 的蛋白质。修饰组蛋白的机制有很多种,包括乙酰化、甲基化和磷酸化,其 目的在于控制组蛋白与 DNA 的相互作用,进而控制 DNA 的结构和基因激活。检查组蛋白修饰以及 控制这些修饰的酶的活性,可以揭示特定基因位点或整个基因组的表观遗传调控和失调机制。 

3.ChIP 指南

许多不同类型的蛋白质与 DNA 结合,直接或间接调控染色质构象和基因转录。识别特定区域或整个 基因组中是否存在这类蛋白,有助于构建表观遗传调控和失调的全貌,并指出所涉及的特定参与因素 和通路。我们可以通过染色质免疫沉淀 (ChIP) 来研究表观遗传调控的这些方面。 

​​4. DNA 修饰

在整个 DNA 序列中,存在许多化学修饰。这些化学修饰中,研究得最透彻的是 5-甲基胞嘧啶 (5mC), 这种修饰被普遍视为基因表达的一种稳定的、抑制性的调节因子。大量研究显示,DNA 中的 5mC 和 其他化学修饰在基因调控中具有表观遗传作用。确定这些标记及其在生物学中的功能目前是表观遗传 学极具吸引力的一个领域。 

5. RNA 修饰 

科学家们仍在不断发现新的 RNA 修饰和现有修饰的新功能。许多被认为只存在于细菌中的 RNA 修 饰在真核细胞中被发现,而其他推测仅存在于某些 RNA 上的 RNA 修饰(如 tRNA)现在被发现在哺 乳动物的 mRNA 翻译中起到关键作用。RNA 修饰这一课题目前非常火热,对该领域的研究仍有很多 内容需要探索。 










注册