Эпигенома состоит из записи химических изменений в ДНК и гистонов белков организма; эти изменения могут передаваться потомству организма через цепочечную эпигенетическую наследственность между поколениями . Изменения эпигенома могут привести к изменению структуры хроматина и изменению функции генома . [1]
Эпигеном участвует в регуляции экспрессии генов, развития, дифференцировки тканей и подавления мобильных элементов . В отличие от основного генома, который остается в значительной степени статичным внутри человека, эпигеном может динамически изменяться условиями окружающей среды.
Рак [ править ]
Эпигенетика в настоящее время является активной темой в исследованиях рака . Опухоли человека подвергаются серьезному нарушению паттернов метилирования ДНК и модификации гистонов . Аберрантный эпигенетический ландшафт раковой клетки характеризуется глобальным гипометилированием генома, гиперметилированием промотора CpG-островка генов- супрессоров опухоли , измененным гистоновым кодом для критических генов и глобальной потерей моноацетилированного и триметилированного гистона H4.
Исследовательские проекты эпигенома [ править ]
В качестве прелюдии к потенциальному проекту человеческого эпигена , по человеческому эпигену Пилотного проект направлен на выявление и каталогизировать метилирование переменных позиций (MVPS) в человеческом геноме . [2] Достижения в технологии секвенирования теперь позволяют анализировать эпигеномные состояния всего генома с помощью нескольких молекулярных методологий. [3] Микро- и наноразмерные устройства были сконструированы или предложены для исследования эпигенома. [4]
Международные усилия по анализу эталонных эпигеномов начались в 2010 году в форме Международного консорциума эпигеномов человека (IHEC). [5] [6] [7] [8] Члены IHEC стремятся создать не менее 1000 эталонных (исходных) эпигеномов человека из различных типов нормальных и связанных с заболеванием типов клеток человека . [9] [10] [11]
Проект эпигеномики дорожной карты [ править ]
Одна из целей проекта NIH Roadmap Epigenomics Project - создание эталонных эпигеномов человека из нормальных, здоровых людей из большого количества клеточных линий, первичных клеток и первичных тканей. Данные, полученные в рамках проекта, которые можно просматривать и загружать из Атласа эпигенома человека , делятся на пять типов, которые анализируют различные аспекты эпигенома и результаты эпигеномных состояний (например, экспрессию генов):
- Модификации гистонов - Секвенирование иммунопреципитации хроматина ( ChIP-Seq ) выявляет полные геномные модели модификаций гистонов с использованием антител против модификаций. [12]
- Метилирование ДНК - бисульфит- последовательностьвсего генома, бисульфит-последовательность с пониженной репрезентативностью (RRBS), секвенирование иммунопреципитации метилированной ДНК ( MeDIP-Seq ) и секвенирование рестрикционного фермента, чувствительное к метилированию (MRE-Seq), позволяют идентифицировать метилирование ДНК в разных частях генома. уровни разрешения до уровня базовой пары. [13]
- Доступность хроматина - гиперчувствительные сайты ДНКазы I ( DNase-Seq ) использует фермент ДНКазу I для поиска открытых или доступных областей в геноме.
- Экспрессия генов - РНК-Seq и массивы экспрессии определяют уровни экспрессии или гены, кодирующие белок.
- Экспрессия малой РНК - smRNA-Seq идентифицирует экспрессию малых некодирующих РНК, в первую очередь miRNA .
Эталонные эпигеномы для здоровых людей позволят реализовать вторую цель проекта «Эпигеномика дорожной карты», которая состоит в изучении эпигеномных различий, возникающих при таких болезненных состояниях, как болезнь Альцгеймера .
См. Также [ править ]
- Эпигенетика
- Редактирование эпигенома
- Эпигеном человека
- NCBI Эпигеномика
Ссылки [ править ]
- ^ Бернштейн, Брэдли Э .; Мейснер, Александр; Лендер, Эрик С. (февраль 2007 г.). «Эпигеном млекопитающих». Cell . 128 (4): 669–681. DOI : 10.1016 / j.cell.2007.01.033 . PMID 17320505 .
- ^ "Проект человеческого эпигенома" . Архивировано из оригинала на 2011-07-16 . Проверено 29 июня 2011 .
- ^ Milosavljevic, Александар (июнь 2011). «Новые паттерны эпигеномной изменчивости» . Тенденции в генетике . 27 (6): 242–250. DOI : 10.1016 / j.tig.2011.03.001 . PMC 3104125 . PMID 21507501 .
- ^ Агилар, Карлос; Крейгхед, Гарольд (4 октября 2013 г.). «Микро- и наноразмерные устройства для исследования эпигенетики и динамики хроматина» . Природа Нанотехнологии . 8 (10): 709–718. Bibcode : 2013NatNa ... 8..709A . DOI : 10.1038 / nnano.2013.195 . PMC 4072028 . PMID 24091454 .
- ^ «Время для эпигенома» . Природа . 463 (7281): 587. Февраль 2010 г. Bibcode : 2010Natur.463Q.587. . DOI : 10.1038 / 463587a . PMID 20130607 .
- Перейти ↑ Abbott, A (2010). «Проект установлен для нанесения меток на геном» . Природа . 463 (7281): 596–597. DOI : 10.1038 / 463596b . PMID 20162836 .
- Перейти ↑ Bae, JB (2013). «Перспективы международного консорциума эпигенома человека» . Геномика Информ . 11 (1): 7–14. DOI : 10,5808 / GI.2013.11.1.7 . PMC 3630389 . PMID 23613677 .
- ^ "BioNews - проект человеческого эпигенома запущен" .
- ^ «Франция: Консорциум эпигенома человека делает первые шаги». Архивировано 8 июля 2015 г., Wayback Machine . 5 марта 2010 г.
- ^ Eurice GmbH. «О ИВЭК» .
- ^ Канаи, Яэ; Араи, Эри (2014). «Многослойный омический анализ рака человека: исследование биомаркеров и мишеней лекарств на основе деятельности Международного консорциума эпигенома человека» . Границы генетики . 5 : 24. DOI : 10,3389 / fgene.2014.00024 . PMC 3924033 . PMID 24592273 .
- ^ Чжу, J .; и другие. (2013). «Полногеномные переходы состояний хроматина, связанные с сигналами развития и окружающей среды» . Cell . 152 (3): 642–654. DOI : 10.1016 / j.cell.2012.12.033 . PMC 3563935 . PMID 23333102 .
- ^ Харрис, Р. Алан; Ван, Тинг; Коарфа, Кристиан; Нагараджан, Раман П.; Хонг, Чибо; Дауни, Сара Л; и другие. (19 сентября 2010 г.). «Сравнение методов на основе секвенирования для профилирования метилирования ДНК и идентификации моноаллельных эпигенетических модификаций» . Природа Биотехнологии . 28 (10): 1097–1105. DOI : 10.1038 / nbt.1682 . PMC 2955169 . PMID 20852635 .
Внешние ссылки [ править ]
- Справочная домашняя страница Консорциума по картированию эпигеномов
- Центр эпигеномики NCBI
- Омнибус эпигеномики экспрессии генов NCBI
- Атлас эпигенома человека
- Центр визуализации эпигеномики дорожной карты
- Центр визуализации эпигеномики дорожной карты (узел грузового пути)
- Браузер эпигенома человека в Вашингтонском университете
- Зеркало UCSC браузера Epigenome
- Проект человеческого эпигенома
- Исследования рака