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表观遗传你了解多少?

经典的遗传学(Genetics)无法解释同卵双胞胎为何长相并非一模一样,克隆三花猫为何毛色不一致,因为这些变化不是由核酸序列改变引起的,而是与我们今天要介绍的表观遗传有关。

表观遗传(Epigenetics)是指,在核酸序列不发生改变的情况下,遗传物质出现了可遗传的变化,从而导致可遗传的表型改变。目前,表观遗传学已从一个少有人关注的领域变成如今的研究热点。

表观遗传现象

表观遗传的现象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation)、基因组印记(genomic imprinting)、母体效应(maternal effects)、基因沉默(gene silencing)、核仁显性、休眠转座子激活和RNA编辑(RNA editing)等,表明表观遗传学确实在癌症、进化、发育等方向发挥着重要作用。

表观遗传学的常见机制

表观遗传调控机制是生命现象中一种普遍存在的基因表达调控方式,主要有以下几种:

1. DNA 甲基化:在DNA甲基化转移酶的作用下将甲基选择性地添加到DNA分子上,DNA化学修饰的一种形式,能在不改变DNA序列的前提下,改变遗传表现;

2. DNA去甲基化:细胞中缺乏和减少细胞内的DNA甲基转移酶含量会引起DNA的去甲基化;

3. 组蛋白修饰:组蛋白在相关酶作用下发生甲基化、乙酰化、磷酸化、腺苷酸化、泛素化、ADP核糖基化等修饰的过程;

4. 染色质可接近性:大多数基因组中的染色质都紧密盘绕在细胞核内,但也有一些区域经染色质重塑后呈现出松散的状态,这部分DNA区域被称为开放染色质或可接近性染色质。染色质是否呈疏松结构是决定转录功能的关键因素;

5. 非编码RNA调控:microRNA抑制转录后水平的基因表达而诱导功能缺失表型,及最近几年比较火的长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)调控;

6. 蛋白DNA互作:在许多的细胞生命活动中,例如DNA复制、mRNA转录与修饰以及病毒的感染等都涉及到DNA与蛋白质之间的相互作用的问题。

表观遗传测序

表观遗传测序(Epigenetics Sequencing)是利用高通量测序,研究DNA修饰、基因表达及调控发生的可遗传变化。根据研究对象分为DNA和RNA两大类,进一步可划分为化学修饰、与蛋白质相互作用这两个主要细分领域。

目前基迪奥可提供的表观遗传测序服务主要有:染色质免疫共沉淀测序(ChIP-seq)、全基因组甲基化测序(WGBS)、简化甲基化测序(RRBS)、染色体易开放区域测序(ATAC-seq)、甲基化DNA免疫共沉淀测序(MeDIP-Seq)、RNA免疫共沉淀测序(RIP-seq)及甲基化RNA免疫共沉淀测序(MeRIP-seq)。

图1 基迪奥表观遗传测序技术整体介绍

下期我们将对DNA甲基化进行详细介绍,下表展示了三种DNA甲基化测序技术在检测范围、试验方法及检测范围等方面的异同点,感兴趣的小伙伴敬请期待下一期的内容吧。

作者: gene-denovo

基迪奥致力于为广大客户提供高通量测序,蛋白组学及个性生物信息学分析等“一站式”的科研服务,目标是成为一家提供个体基因组测序,个体化医疗咨询,健康信息管理,疾病诊断试剂盒等基因产品和服务的高科技公司。



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