掃一掃
關注中圖網
官方微博
本類五星書更多>
-
>
宇宙、量子和人類心靈
-
>
氣候文明史
-
>
南極100天
-
>
考研數學專題練1200題
-
>
希格斯:“上帝粒子”的發明與發現
-
>
神農架疊層石:10多億年前遠古海洋微生物建造的大堡礁
-
>
聲音簡史
表觀遺傳學 版權信息
- ISBN：9787030737892
- 條形碼：9787030737892 ; 978-7-03-073789-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
表觀遺傳學 本書特色
適讀人群 ：表觀遺傳領域研究者，表觀遺傳感興趣的讀者本書簡單明了，實用性強
表觀遺傳學 內容簡介
本書分為三部分，基礎部分涵蓋表觀遺傳學的基本概念，重要理論及表觀遺傳學現象的解釋。應用部分從生殖發育開始，涵蓋了干細胞編程與重編程，造血及免疫系統的發育與自身免疫疾病，腫瘤的發生發展以及藥物研發等內容。方法學涵蓋了表觀遺傳學*常用DNA甲基化，染色質免疫共沉淀等以及生物信息學分析。
表觀遺傳學 目錄
目錄
第1章 表觀遺傳學概論 1
參考文獻 3
第2章 DNA甲基化 5
2.1 DNA甲基化概述 5
2.2 DNA甲基化與細胞記憶機制 7
2.3 DNA甲基化模式的建立和維持 8
2.4 DNA甲基化在基因表達調控中的作用 12
2.5 DNA甲基化在哺乳動物中的主要功能 16
2.6 DNA甲基化與疾病 19
2.7 DNA甲基化相關問題與展望 23
參考文獻 24
第3章 DNA去甲基化 28
3.1 DNA去甲基化概述 28
3.2 TET概述 35
3.3 DNA去甲基化相關問題與展望 42
3.4 DNA去甲基化研究面臨的挑戰 44
參考文獻 45
第4章 基因組印記 51
4.1基因組印記概述 51
4.2 小鼠的印記基因 56
4.3 基因組印記的調控 58
4.4 印記基因群區的典型調控模型 65
4.5 基因組印記的正常功能 67
4.6 印記基因失常與人類疾病 69
4.7 基因組印記的起源與進化 70
4.8 總結與展望 71
參考文獻 72
第5章 基因劑量補償和X染色體失活 76
5.1 性別決定與基因劑量補償的概述 76
5.2 哺乳類X染色體失活的發現與簡介 80
5.3 X染色體失活的動物模型與分子機制 84
5.4 X染色體失活與人類疾病 89
5.5 總結與展望 92
參考文獻 93
第6章 組蛋白甲基化修飾 100
6.1 蛋白質甲基化研究小史 100
6.2 組蛋白甲基化酶的種類及催化的修飾類型 101
參考文獻 111
第7章 組蛋白去甲基化 117
7.1 組蛋白去甲基化動態調控的研究歷史概述 117
7.2 組蛋白去甲基化酶的命名 121
7.3 組蛋白去甲基化酶的生物學功能 123
7.4 組蛋白去甲基化酶在制藥領域的潛在應用 127
參考文獻 129
第8章 組蛋白乙酰化 131
8.1 組蛋白乙酰化的發現 131
8.2 組蛋白乙酰化酶及其復合物 133
8.3 組蛋白去乙酰化酶和抑制劑 138
8.4 乙酰化識別蛋白 143
8.5 組蛋白乙酰化的作用機制及功能 145
8.6 組蛋白乙酰化與人體生理病理 150
8.7 組蛋白乙酰化修飾與藥物研發 152
8.8 展望 153
參考文獻 154
第9章 組蛋白其他修飾與組蛋白變體 162
9.1 組蛋白其他修飾與組蛋白變體概述 162
9.2 組蛋白磷酸化修飾 167
9.3 組蛋白新型酰化修飾 170
9.4 基于質譜檢測的組蛋白修飾鑒定與定量分析 181
9.5 組蛋白變體 187
參考文獻 193
第10章 組蛋白修飾識別 206
10.1 組蛋白修飾識別概述 206
10.2 組蛋白修飾識別的分子基礎 207
10.3 組蛋白修飾識別的調控機制 210
10.4 組蛋白修飾識別的生物學功能 212
10.5 組蛋白修飾識別與染色質信號轉導 215
10.6 組蛋白修飾識別因子的鑒定方法與技術 218
10.7 組蛋白閱讀器靶向的藥物研發 220
參考文獻 222
第11章 染色質重塑 228
11.1 染色質重塑概述 228
11.2 核小體定位與基因調控 229
11.3 組蛋白分子伴侶 233
11.4 染色質重塑復合體 238
11.5 染色質重塑與疾病 243
參考文獻 244
第12章 染色質結構與組蛋白變體 247
12.1 染色體結構 247
12.2 組蛋白變體 254
參考文獻 261
第13章 CTCF與三維基因組染色質高級結構 265
13.1 CTCF與DNA的相互作用 265
13.2 CTCF與黏連蛋白協同架構三維基因組染色質高級結構 270
13.3 CTCF與染色質高級結構 272
13.4 CTCF與基因表達調控 275
13.5 總結與展望 283
參考文獻 285
第14章 Polycomb復合物及Trithorax復合物 289
14.1 Polycomb復合物和Trithorax復合物概論 290
14.2 Polycomb復合物 293
14.3 Trithorax復合物 302
14.4 Polycomb復合物和Trithorax復合物相關抑制劑 308
14.5 總結與展望 309
參考文獻 310
第15章 DNA甲基化修飾酶的結構生物學研究 315
15.1 DNA甲基轉移酶 315
15.2 DNA去甲基化調控酶 323
參考文獻 326
第16章 非編碼RNA 330
16.1 非編碼RNA概述 330
16.2 非編碼RNA種類 332
16.3 非編碼RNA特征、產生及生物學功能 332
16.4 非編碼RNA與疾病 340
16.5 研究非編碼RNA的方法學 342
16.6 總結與展望 344
參考文獻 345
第17章 siRNA 348
17.1 RNAi概述 348
17.2 siRNA的加工生成 349
17.3 RNAi的調控機制 353
17.4 RNAi引起的毒副作用 358
17.5 RNAi藥物的前景與挑戰 360
參考文獻 362
第18章 RNAa 365
18.1 RNAa概述 365
18.2 外源性RNAa 368
18.3 內源性RNAa 372
18.4 線蟲中的RNAa 374
18.5 RNAa的應用 375
18.6 RNAa領域面臨的問題與展望 376
參考文獻 376
第19章 microRNA概述 381
19.1 miRNA的概況 381
19.2 miRNA的生物合成 384
19.3 miRNA的作用機制 392
19.4 miRNA數據庫簡介 397
19.5 miRNA的功能與疾病 399
19.6 miRNA與疾病診斷和治療 410
參考文獻 414
第20章 NamiRNA 423
20.1 miRNA概述 423
20.2 增強子與miRNA的關系 426
20.3 NamiRNA通過增強子介導基因的激活 428
20.4 NamiRNA作用機制 430
20.5 NamiRNA研究的展望與挑戰 431
參考文獻 434
第21章 piRNA436
21.1 piRNA的發現、分類與生成 436
21.2 piRNA通路的功能及作用機制 440
21.3 piRNA機器的代謝 445
21.4 piRNA與男性不育 445
21.5 總結與展望 446
參考文獻 446
第22章 lncRNA 447
22.1 lncRNA的發現和定義 447
22.2 lncRNA的鑒定、種類與特征 448
22.3 lncRNA的表達與轉錄后加工 451
22.4 lncRNA的調控機制 453
22.5 lncRNA的生理功能 459
22.6 lncRNA與腫瘤465
參考文獻 467
第23章 環形RNA 475
23.1 環形RNA的發現 475
23.2 環形RNA的基本分類 477
23.3 環形RNA的自身代謝 478
23.4 反向剪接環形RNA的生物學特征 481
23.5 反向剪接環形RNA的功能 483
23.6 環形RNA與疾病 485
23.7 環形RNA研究展望 486
參考文獻 486
第24章 RNA修飾 490
24.1 RNA修飾簡介 490
24.2 RNA修飾分布特征 495
24.3 RNA修飾的生物學功能 500
24.4 RNA修飾與生理病理效應 505
24.5 總結與展望 510
參考文獻 511
第25章 RNA編輯 515
25.1 RNA編輯概述 515
25.2 RNA編輯的分類 516
25.3 RNA編輯的定位和定量 520
25.4 動物中RNA編輯的功能 521
25.5 植物中RNA編輯的功能和意義 532
25.6 RNA編輯的應用 536
25.7 總結 537
參考文獻 537
第26章 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的互動與協調 544
26.1 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的相互關系和調控概論 544
26.2 DNA甲基化與組蛋白修飾 546
26.3 非編碼RNA與DNA甲基化 548
26.4 非編碼RNA與組蛋白修飾 550
26.5 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA三者之間的悖論和挑戰 554
參考文獻 557
第27章 表觀遺傳學與基因可變剪接 561
27.1 基因可變剪接的功能和生物學意義 561
27.2 基因可變剪接的經典調控 565
27.3 組蛋白修飾與基因可變剪接 568
27.4 DNA甲基化與基因可變剪接 570
27.5 研究展望 572
參考文獻 573
第28章 染色質的空間結構與功能學意義 576
28.1 細胞核與染色質的空間組織架構 576
28.2 解析染色質 3D結構的方法 581
28.3 發育過程中動態變化的染色質結構 584
28.4 疾病情況下改變的染色質形態 586
28.5 總結與展望 589
參考文獻 590
第29章 增強子與細胞身份 595
29.1 增強子的概念與定義 596
29.2 增強子的表觀遺傳學特征 596
29.3 增強子序列變異及突變與疾病 602
參考文獻 603
第30章 表觀遺傳信息的遺傳 607
30.1 表觀遺傳信息的遺傳概述 607
30.2 表觀遺傳信息的跨代傳遞 608
30.3 有絲分裂中的基因書簽 615
30.4 總結與展望 623
參考文獻 625
第31章 表觀遺傳與遺傳的相互作用 629
31.1 SNP與基因表觀遺傳調控區域的關系 629
31.2 表觀遺傳修飾改變與拷貝數變異 633
31.3 唐氏綜合征的表觀遺傳異常 635
31.4 遺傳與表觀遺傳學共同決定人的性狀 638
參考文獻 643
第32章 表觀遺傳學與生殖 649
32.1 生殖過程概述 649
32.2 精子發生和成熟的表觀遺傳特征 651
32.3 卵子發生和成熟中的表觀遺傳調控 662
第1章 表觀遺傳學概論 1
參考文獻 3
第2章 DNA甲基化 5
2.1 DNA甲基化概述 5
2.2 DNA甲基化與細胞記憶機制 7
2.3 DNA甲基化模式的建立和維持 8
2.4 DNA甲基化在基因表達調控中的作用 12
2.5 DNA甲基化在哺乳動物中的主要功能 16
2.6 DNA甲基化與疾病 19
2.7 DNA甲基化相關問題與展望 23
參考文獻 24
第3章 DNA去甲基化 28
3.1 DNA去甲基化概述 28
3.2 TET概述 35
3.3 DNA去甲基化相關問題與展望 42
3.4 DNA去甲基化研究面臨的挑戰 44
參考文獻 45
第4章 基因組印記 51
4.1基因組印記概述 51
4.2 小鼠的印記基因 56
4.3 基因組印記的調控 58
4.4 印記基因群區的典型調控模型 65
4.5 基因組印記的正常功能 67
4.6 印記基因失常與人類疾病 69
4.7 基因組印記的起源與進化 70
4.8 總結與展望 71
參考文獻 72
第5章 基因劑量補償和X染色體失活 76
5.1 性別決定與基因劑量補償的概述 76
5.2 哺乳類X染色體失活的發現與簡介 80
5.3 X染色體失活的動物模型與分子機制 84
5.4 X染色體失活與人類疾病 89
5.5 總結與展望 92
參考文獻 93
第6章 組蛋白甲基化修飾 100
6.1 蛋白質甲基化研究小史 100
6.2 組蛋白甲基化酶的種類及催化的修飾類型 101
參考文獻 111
第7章 組蛋白去甲基化 117
7.1 組蛋白去甲基化動態調控的研究歷史概述 117
7.2 組蛋白去甲基化酶的命名 121
7.3 組蛋白去甲基化酶的生物學功能 123
7.4 組蛋白去甲基化酶在制藥領域的潛在應用 127
參考文獻 129
第8章 組蛋白乙酰化 131
8.1 組蛋白乙酰化的發現 131
8.2 組蛋白乙酰化酶及其復合物 133
8.3 組蛋白去乙酰化酶和抑制劑 138
8.4 乙酰化識別蛋白 143
8.5 組蛋白乙酰化的作用機制及功能 145
8.6 組蛋白乙酰化與人體生理病理 150
8.7 組蛋白乙酰化修飾與藥物研發 152
8.8 展望 153
參考文獻 154
第9章 組蛋白其他修飾與組蛋白變體 162
9.1 組蛋白其他修飾與組蛋白變體概述 162
9.2 組蛋白磷酸化修飾 167
9.3 組蛋白新型酰化修飾 170
9.4 基于質譜檢測的組蛋白修飾鑒定與定量分析 181
9.5 組蛋白變體 187
參考文獻 193
第10章 組蛋白修飾識別 206
10.1 組蛋白修飾識別概述 206
10.2 組蛋白修飾識別的分子基礎 207
10.3 組蛋白修飾識別的調控機制 210
10.4 組蛋白修飾識別的生物學功能 212
10.5 組蛋白修飾識別與染色質信號轉導 215
10.6 組蛋白修飾識別因子的鑒定方法與技術 218
10.7 組蛋白閱讀器靶向的藥物研發 220
參考文獻 222
第11章 染色質重塑 228
11.1 染色質重塑概述 228
11.2 核小體定位與基因調控 229
11.3 組蛋白分子伴侶 233
11.4 染色質重塑復合體 238
11.5 染色質重塑與疾病 243
參考文獻 244
第12章 染色質結構與組蛋白變體 247
12.1 染色體結構 247
12.2 組蛋白變體 254
參考文獻 261
第13章 CTCF與三維基因組染色質高級結構 265
13.1 CTCF與DNA的相互作用 265
13.2 CTCF與黏連蛋白協同架構三維基因組染色質高級結構 270
13.3 CTCF與染色質高級結構 272
13.4 CTCF與基因表達調控 275
13.5 總結與展望 283
參考文獻 285
第14章 Polycomb復合物及Trithorax復合物 289
14.1 Polycomb復合物和Trithorax復合物概論 290
14.2 Polycomb復合物 293
14.3 Trithorax復合物 302
14.4 Polycomb復合物和Trithorax復合物相關抑制劑 308
14.5 總結與展望 309
參考文獻 310
第15章 DNA甲基化修飾酶的結構生物學研究 315
15.1 DNA甲基轉移酶 315
15.2 DNA去甲基化調控酶 323
參考文獻 326
第16章 非編碼RNA 330
16.1 非編碼RNA概述 330
16.2 非編碼RNA種類 332
16.3 非編碼RNA特征、產生及生物學功能 332
16.4 非編碼RNA與疾病 340
16.5 研究非編碼RNA的方法學 342
16.6 總結與展望 344
參考文獻 345
第17章 siRNA 348
17.1 RNAi概述 348
17.2 siRNA的加工生成 349
17.3 RNAi的調控機制 353
17.4 RNAi引起的毒副作用 358
17.5 RNAi藥物的前景與挑戰 360
參考文獻 362
第18章 RNAa 365
18.1 RNAa概述 365
18.2 外源性RNAa 368
18.3 內源性RNAa 372
18.4 線蟲中的RNAa 374
18.5 RNAa的應用 375
18.6 RNAa領域面臨的問題與展望 376
參考文獻 376
第19章 microRNA概述 381
19.1 miRNA的概況 381
19.2 miRNA的生物合成 384
19.3 miRNA的作用機制 392
19.4 miRNA數據庫簡介 397
19.5 miRNA的功能與疾病 399
19.6 miRNA與疾病診斷和治療 410
參考文獻 414
第20章 NamiRNA 423
20.1 miRNA概述 423
20.2 增強子與miRNA的關系 426
20.3 NamiRNA通過增強子介導基因的激活 428
20.4 NamiRNA作用機制 430
20.5 NamiRNA研究的展望與挑戰 431
參考文獻 434
第21章 piRNA436
21.1 piRNA的發現、分類與生成 436
21.2 piRNA通路的功能及作用機制 440
21.3 piRNA機器的代謝 445
21.4 piRNA與男性不育 445
21.5 總結與展望 446
參考文獻 446
第22章 lncRNA 447
22.1 lncRNA的發現和定義 447
22.2 lncRNA的鑒定、種類與特征 448
22.3 lncRNA的表達與轉錄后加工 451
22.4 lncRNA的調控機制 453
22.5 lncRNA的生理功能 459
22.6 lncRNA與腫瘤465
參考文獻 467
第23章 環形RNA 475
23.1 環形RNA的發現 475
23.2 環形RNA的基本分類 477
23.3 環形RNA的自身代謝 478
23.4 反向剪接環形RNA的生物學特征 481
23.5 反向剪接環形RNA的功能 483
23.6 環形RNA與疾病 485
23.7 環形RNA研究展望 486
參考文獻 486
第24章 RNA修飾 490
24.1 RNA修飾簡介 490
24.2 RNA修飾分布特征 495
24.3 RNA修飾的生物學功能 500
24.4 RNA修飾與生理病理效應 505
24.5 總結與展望 510
參考文獻 511
第25章 RNA編輯 515
25.1 RNA編輯概述 515
25.2 RNA編輯的分類 516
25.3 RNA編輯的定位和定量 520
25.4 動物中RNA編輯的功能 521
25.5 植物中RNA編輯的功能和意義 532
25.6 RNA編輯的應用 536
25.7 總結 537
參考文獻 537
第26章 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的互動與協調 544
26.1 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的相互關系和調控概論 544
26.2 DNA甲基化與組蛋白修飾 546
26.3 非編碼RNA與DNA甲基化 548
26.4 非編碼RNA與組蛋白修飾 550
26.5 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA三者之間的悖論和挑戰 554
參考文獻 557
第27章 表觀遺傳學與基因可變剪接 561
27.1 基因可變剪接的功能和生物學意義 561
27.2 基因可變剪接的經典調控 565
27.3 組蛋白修飾與基因可變剪接 568
27.4 DNA甲基化與基因可變剪接 570
27.5 研究展望 572
參考文獻 573
第28章 染色質的空間結構與功能學意義 576
28.1 細胞核與染色質的空間組織架構 576
28.2 解析染色質 3D結構的方法 581
28.3 發育過程中動態變化的染色質結構 584
28.4 疾病情況下改變的染色質形態 586
28.5 總結與展望 589
參考文獻 590
第29章 增強子與細胞身份 595
29.1 增強子的概念與定義 596
29.2 增強子的表觀遺傳學特征 596
29.3 增強子序列變異及突變與疾病 602
參考文獻 603
第30章 表觀遺傳信息的遺傳 607
30.1 表觀遺傳信息的遺傳概述 607
30.2 表觀遺傳信息的跨代傳遞 608
30.3 有絲分裂中的基因書簽 615
30.4 總結與展望 623
參考文獻 625
第31章 表觀遺傳與遺傳的相互作用 629
31.1 SNP與基因表觀遺傳調控區域的關系 629
31.2 表觀遺傳修飾改變與拷貝數變異 633
31.3 唐氏綜合征的表觀遺傳異常 635
31.4 遺傳與表觀遺傳學共同決定人的性狀 638
參考文獻 643
第32章 表觀遺傳學與生殖 649
32.1 生殖過程概述 649
32.2 精子發生和成熟的表觀遺傳特征 651
32.3 卵子發生和成熟中的表觀遺傳調控 662
展開全部
表觀遺傳學 節選
第1章表觀遺傳學概論 施揚1 王司清2 譚理2 藍斐2 1.牛津大學路德維格癌癥研究所；2.復旦大學 人們曾經以為只要解讀了DNA序列就能掌握生命的全部奧秘，然而事實并非如此。例如，在農作物玉米中，b1基因的表達可以使玉米出現紫色的花青素沉積，而DNA甲基化和非編碼RNA介導的b1基因表達沉默使玉米呈現淺色[1]。紫色玉米與淺色玉米雜交后，原來表達的b1基因也不再表達，看起來像淺色玉米的等位基因將紫色玉米的基因“突變”了一樣，這種現象被稱為“副突變（paramutation）”[2]。又如，在Avy小鼠中，Agouti基因DNA甲基化程度不同可以導致基因組相同的小鼠毛發顏色不同[3]。這類生物學表型存在顯著差異但DNA序列卻沒有改變的現象無法用傳統的遺傳學理論解釋，屬于經典的表觀遺傳學現象。此外，DNA序列的改變也遠不能解釋所有的疾病現象，表觀遺傳調控異常被認為是很多疾病發生發展的重要因素。 1942年，Waddington*早提出了“表觀遺傳學（epigenetics）”的概念，由“遺傳學（genetics）”和“后成論（epigenesis）”合并而成，用于描述發育過程中從基因型轉化為表型的機制[4，5]。表觀遺傳學詞源中的“后成論”*早出現在17世紀，是指生物體由*初的未分化狀態（如受精卵、孢子）經過多步分化發育過程*終生長為成熟體[即成熟體并不是由初始狀態直接放大形成，與“先成論（preformationism）”相反]。表觀遺傳學的“表觀（epi-）”是“在 之上、之外”的意思，即研究在遺傳學之上拓展的內容。Waddington隨后又以一幅著名的“表觀遺傳地勢圖（epigenetic landscape）”（圖1-1）形象地表述了他對表觀遺傳調控發揮功能的假想——將受精卵分化為不同細胞的過程比作小球從山頂經過不同路徑滾到山腳不同位置的過程，將山坡上的丘陵和山谷構成的“表觀遺傳地勢”類比為調控細胞分化的路徑[6]。1990年，Holliday提出了“表觀遺傳繼承（epigenetic inheritance）”的概念，即發育過程中基因活性的調控模式被子代細胞繼承的過程，該過程遺傳了DNA序列之外的其他可傳遞信息，如DNA甲基化[7]。1996年，Riggs等發現減數分裂過程也可伴隨“表觀遺傳繼承”[8]。2007年，Allis、Jenuwein和Reinberg主編的Epigenetics從分子角度將表觀遺傳學定義為“在同一個基因組上，建立并調控基因激活（轉錄）或沉默信號的染色質模式的總和”[9]。其機制包括：DNA甲基化、部分組蛋白的修飾、基因組印記（genomic imprinting）、RNA干擾（RNA interference）、基因沉默，以及副突變（paramutation）。 *早研究的表觀遺傳調控機制是DNA甲基化修飾。DNA甲基化在20世紀40年代（同時代Waddington提出“表觀遺傳學”概念）被發現存在于哺乳類動物組織細胞中[10]。20世紀70年代，研究人員發現癌癥發生過程中DNA甲基化發生變化[11]，并提出DNA修飾可作為基因活性遺傳的載體，調控細胞分化和胚胎發育[12，13]。Holliday則明確提出DNA甲基化是一種表觀遺傳調控機制，在發育、癌癥發展等過程中， 可以在不改變DNA序列的情況下調控基因表達[14]。1987年，Holliday進一步提出生殖細胞DNA甲基化缺失引起的表觀遺傳缺陷能遺傳給后代[15]。20世紀80年代末，Bestor等發現DNA甲基轉移酶DNMT1，為解析DNA甲基化建立與維持的分子機制奠定了基礎[16，17]。然而，負責DNA去甲基化關鍵起始步驟的甲基氧化酶TET1一直到20余年后才被Rao等發現[18]。在過去的半個多世紀里，人們對DNA甲基化在染色質結構與基因表達調控、胚胎發育、細胞分化及多種疾病中的作用進行了廣泛且深入的研究，以DNA甲基化酶抑制劑5-Aza等為代表的小分子化合物也成為了*早被FDA批準應用于某些特定腫瘤臨床治療的表觀遺傳靶點藥物[19]。 20世紀80～90年代，組蛋白修飾被發現可以調控染色質結構與基因轉錄。1988年，Grunstein發現切除組蛋白H4的N端尾巴會抑制基因轉錄，并改變染色質結構、細胞周期長度及酵母的交配型[20]。1990年，Szostak和Smith發現組蛋白H4的N端特定賴氨酸突變也可以引起這些表型，并推測是賴氨酸乙酰化所致[21，22]。1996年，Allis[23]和Schreiber[24]分別發現了組蛋白乙酰化酶GCN5和組蛋白去乙酰化酶HDAC1，首次證明了組蛋白乙酰化修飾可以調控基因表達。在隨后數年里，Stallcup[25]、Jenuwein[26]與Shi[27]陸續發現了組蛋白精氨酸甲基化酶CRAM1、組蛋白賴氨酸甲基化酶SUV39H1與組蛋白去甲基化酶LSD1，揭開了組蛋白甲基化修飾動態調控與功能研究的序幕，其中LSD1的發現糾正了長達40余年“甲基化修飾不可逆”的錯誤認識。2000年，BrianStrahl和DavidAllis提出了“組蛋白密碼”假說[28]，認為多種組蛋白修飾以組合或特定順序方式作用于一個或多個組蛋白尾部而發揮獨*的下游功能，這將組蛋白修飾的重要性提到一個新高度。 雖然大部分表觀遺傳調控機制研究關注染色質上DNA與組蛋白的共價修飾（圖1-2），但也有很多表觀遺傳調控方式并不發生在染色質上（例如，發生在RNA上的m6A修飾、朊病毒引起的可遺傳的表型變化）。由于篇幅所限，表觀遺傳學的發展過程中還有很多重要事件本文未能逐一提及，讀者可以在本書后面的章節中閱讀。本書不僅介紹了DNA甲基化、組蛋白修飾與染色質重塑等經典內容，還涉及非編碼RNA、RNA修飾和染色質拓撲結構域（TAD）等熱點內容。 盡管表觀遺傳學在過去幾十年里取得了巨大的進展，但仍然有許多問題有待于深入研究和探索。首先，表觀遺傳調控的分子機制（包括新的表觀遺傳修飾、新的識別機制、染色質三維結構動態變化，以及非染色質的表觀遺傳機制等）依然是本領域研究的重要內容。其次，多種表觀遺傳調控機制如何相互協調？表觀遺傳調控機制在正常發育與各種疾病中的作用？環境刺激、飲食代謝與心理等因素如何引起表觀基因組的改變（甚至影響后代的表型）？這些問題都是值得不斷探索的方向。毋庸置疑，表觀遺傳學研究將幫助人們理解疾病發生發展的機制，并在轉化應用方面為疾病的診斷與治療提供新靶點。 第2章DNA甲基化 陳太平1 李恩2 1.美國得克薩斯大學MD安德森癌癥中心；2.諾華（中國）生物醫學研究所 本章概要 DNA甲基化（即胞嘧啶第五位碳原子甲基化，5mC）是一種重要的表觀遺傳修飾，參與調節染色質結構和基因表達。DNA甲基化的主要位點是胞嘧啶-鳥嘌呤（CpG）二核苷酸，在哺乳動物細胞中，大部分（70%～80%）CpG位點會被甲基化，5mC主要分布于異染色質區域和基因體，而基因啟動子區域的CpG島通常處于非甲基化狀態。DNA甲基化由DNA甲基轉移酶（DNMT）催化：DNMT3A和DNMT3B主要負責從頭甲基化從而建立DNA甲基化模式，DNMT1則在DNA復制過程中維持DNA甲基化模式。基因啟動子甲基化抑制轉錄主要通過兩種機制，即直接干擾轉錄因子結合或者通過5mC結合蛋白招募轉錄阻遏物間接發揮作用。對基因敲除小鼠的研究結果表明，DNA甲基化對哺乳動物胚胎發育至關重要，在細胞分化、基因組印記、X染色體失活、維持基因組穩定性等方面起關鍵作用。異常的DNA甲基化水平和模式、參與DNA甲基化的酶和調節因子突變與多種人類疾病有關，包括癌癥和發育性疾病。研究DNA甲基化的功能和分子機制既有助于闡明許多基本的生物學過程，也與人類健康有直接關聯，在疾病診斷及治療等方面具有臨床應用前景。 2.1DNA甲基化概述 廣義的DNA甲基化泛指發生在DNA上的所有甲基化修飾，包括將腺嘌呤（A）轉變為N6-甲基腺嘌呤（6mA）、將胞嘧啶（C）轉變為N4-甲基胞嘧啶（4mC）或C5-甲基胞嘧啶（5mC）。在原核生物中，這三種類型的甲基化均存在，以6mA和4mC為主。而在真核生物中，DNA甲基化的主要類型為5mC，有些物種的基因組含有微量的6mA。因此，在表觀遺傳學領域，DNA甲基化通常特指5mC（圖2-1）。以下的敘述僅限于5mC。 5mC于1925年首先在結核桿菌中被發現，直到1948年才發現5mC也存在于小牛胸腺DNA中，隨后的研究證實DNA甲基化廣泛存在于真核生物中，包括許多動物、植物和真菌。但由于在進化過程中DNA甲基轉移酶（DNA methyltransferase，DNMT）同源基因的變異或喪失，有的低等生物只有極低水平的5mC（如在果蠅中），或者完全缺乏這種修飾（如在酵母、線蟲中）。DNA甲基化的主要位點是胞嘧啶-鳥嘌呤（CpG）二核苷酸，非CG甲基化可發生在CHG（H＝A、C或T）和CHH位點上。CG甲基化和CHG甲基化又被稱為對稱性甲基化（symmetric methylation），因為DNA雙鏈上兩個對應的胞嘧啶同時被修飾；CHH甲基化只能發生在一條DNA鏈上（另一條鏈上缺乏對應的胞嘧啶），因而被稱為非對稱性甲基化（asymmetric methylation）（圖2-1）。在動物細胞中DNA甲基化形式主要為CG甲基化；植物細胞以CG甲基化為主，但CHG甲基化和CHH甲基化也比較普遍，其中CHG甲基化在植物中尤其常見，原因是維持CHG甲基化的酶即染色質甲基化酶（chromomethylase，CMT）為植物所特有。在真菌細胞中，CG甲基化和CHH甲基化所占比例大致相當。根據DNA甲基化在不同物種中的水平、分布模式及意義，一般認為，DNA甲基化的原始功能是基因組防御（genome defense），即維持轉座元件（transposable element）的沉默以免轉座（transposition）影響宿主基因組的穩定性。隨著物種的進化，DNA甲基化逐漸參與其他生物學過程，使其功能越來越復雜化。本章著重討論DNA甲基化在哺乳動物中的作用。 圖2-1DNA甲基化的類型 哺乳動物細胞中的大部分（70%～80%）CpG二核苷酸被甲基化，少數特殊類型的細胞[如胚胎干細胞（embryonic stem cell，ESC）、神經元細胞及卵母細胞]也含有相對較高水平的非CG甲基化[1]。5mC并非隨機地分布于基因組序列中，總體而言，重復序列通常被高度甲基化，包括異染色質（heterochromatin）區域內的重復序列如衛星DNA（satellite DNA），以及散在分布于基因組的其他重復序列如長散在元件（long interspersed nuclear element，LINE）、短散在元件（shortinterspersed nuclearelement，SINE）和含有長末端重復序列的內源性逆轉錄病毒（longterminal repeat-containingendogenous retroviruse，ERV）。基因內甲基化（intragenic methylation）也很常見，尤其在外顯子中的CpG位點甲基化程度通常較高，而CpG島（CpG island，CGI）中的CpG位點一般處于非甲基化狀態。CpG島通常是指長度為300～3000bp并且GC含量很高的區域，多位于基因的啟動子和5′端非翻譯區。DNA甲基化對哺乳動物的正常發育是必需的，在諸如基因組印記（genomic imprinting）、X染色體失活（X chromosome inactivation）及維持基因組穩定性方面起關鍵作用。在細胞水平上，DNA甲基化對染色質結構和基因轉錄具有重要調節功能，異常的DNA甲基化水平和分布模式與癌癥等多種人類疾病密切相關。
書友推薦
- >
莉莉和章魚
- >
企鵝口袋書系列·偉大的思想20:論自然選擇(英漢雙語)
- >
中國歷史的瞬間
- >
龍榆生：詞曲概論/大家小書
- >
小考拉的故事-套裝共3冊
- >
隨園食單
- >
詩經-先民的歌唱
- >
有舍有得是人生
本類暢銷
