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表觀遺傳學(xué)研究

        表觀遺傳學(xué)是研究表觀遺傳變異的遺傳學(xué)分支學(xué)科,即在基因的核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下,基因表達(dá)了可遺傳的變化。表觀遺傳的現(xiàn)象很多,已知的有DNA甲基化(DNA methylation),基因組印記(genomic imprinting),母體效應(yīng)(maternal effects),基因沉默(gene silencing),核仁顯性,休眠轉(zhuǎn)座子激活和RNA編輯(RNA editing)等。其中甲基化是基因組DNA的一種主要表觀遺傳修飾形式。CpG島是DNA 甲基化發(fā)生的主要位點(diǎn)。體內(nèi)甲基化狀態(tài)有三種:持續(xù)的低甲基化狀態(tài),如持家基因;誘導(dǎo)的去甲基化狀態(tài),如發(fā)育階段中的一些基因;高度甲基化狀態(tài),如女性的一條縊縮的X 染色體。DNA 甲基化主要是通過(guò)DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶家族(DNAmethyltransferase,Dnmt ) 來(lái)催化。DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶分兩種:一種是維持甲基化酶,Dnmtl;另一種是重新甲基化酶如Dnmt3a 和Dnmt3b,它們使去甲基化的CpG位點(diǎn)重新甲基化。在細(xì)胞分化的過(guò)程中,基因的甲基化狀態(tài)將遺傳給后代細(xì)胞。但在哺乳動(dòng)物的生殖細(xì)胞發(fā)育時(shí)期和植入前胚胎期,其基因組范圍內(nèi)的甲基化模式通過(guò)大規(guī)模的去甲基化和接下來(lái)的再甲基化過(guò)程發(fā)生重編程,從而產(chǎn)生具有發(fā)育潛能的細(xì)胞。
        DNA 甲基化影響到基因的表達(dá),與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。甲基化狀態(tài)的改變是致癌作用的一個(gè)關(guān)鍵因素,它包括基因組整體甲基化水平降低和CpG島局部甲基化程度的異常升高,這將導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定(如染色體的不穩(wěn)定、可移動(dòng)遺傳因子的激活、原癌基因的表達(dá)) 。把癌基因組學(xué)與表觀遺傳學(xué)的研究結(jié)合起來(lái),是癌癥研究的發(fā)展趨勢(shì)。人類(lèi)的一些癌癥常出現(xiàn)整個(gè)基因組DNA 的低甲基化,但人們并不清楚這種表觀遺傳變化是腫瘤產(chǎn)生的誘因還是結(jié)果。
        DNA甲基化的研究分析方法很多,可分為基因組整體水平的甲基化檢測(cè)、基因特異位點(diǎn)甲基化檢測(cè)。目前最為常用的是基于重亞硫酸鹽處理的測(cè)序及克隆測(cè)序、全基因組甲基化芯片等技術(shù)。


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