表观基因组学研究方法进展与评价

表观遗传学是指基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化, 如DNA甲基化和组蛋白修饰等; 表观基因组学则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容, 人类表观基因组计划的最终目标是绘制出人类基因组中甲基化可变位点图谱。随着研究的不断深入, 各种研究方法被开发出来以满足不同类型研究的需要。文章主要介绍目前已有的表观基因组学研究方法, 并对其进行简要分析和总结。     

人类表观基因组计划

DNA甲基化所致基因表观遗传学转录失活已经成为肿瘤表观基因组学研究的重点内容。基因组水平上研究DNA甲基化模式对于肿瘤疾病的诊断、治疗和预后判断具有重要的实用价值。为此,人类表观基因组协会(HEC)于2003年宣布正式启动为期五年的人类表观基因组计划(HEP)。HEP的实施标志着人类表观基因组学研究又跨上了一个新台阶。     

中草药表观基因组学研究现状与展望

表观遗传学的实质是非DNA突变引起可继承表型变化的遗传现象.表观基因组学是在基因组水平研究表观遗传变异的科学.中草药表观基因组学是以药用植物和药用真菌为研究对象,利用分子生物学、生物信息学及"组学"相关技术,在全基因组水平上,对表观遗传修饰调控中草药次生代谢、生长发育、胁迫响应的分子机制以及中草药活性成分对生物体表观调控的药理机制进行研究的一门学科,将为解析环境因子在中药材道地性品质形成中的作用机制及中药药理新机制提供理论基础.比较表观遗传学是中草药表观基因组学研究的主要方法.本文综述了中草药表观基因组学的研究现状,探讨并展望了中草药表观基因组学研究相关成果在阐明中药材道地性的生物学实质以及中药药理新机制等方面的理论意义和应用前景.     

表观遗传学的相关概念和研究进展

表观遗传学是研究没有DNA序列变化并且可以遗传的基因功能变化之学科,就其中的X染色体刑量补偿、DNA甲基化、组蛋白密码、基因组印记、表观基因组学和人类表观基因组计划等等方面的问题进行了综述。     

基因芯片与高通量DNA测序技术前景分析

基因芯片与第二代DNA测序是两种重要的高通量基因组学研究技术,对于揭示基因组的结构与功能已经并正在发挥重要的推动作用．基因芯片技术建立了10多年,技术日渐成熟,在功能基因组、系统生物学、药物基因组的研究中已经得到了广泛的应用．2003年,454公司首先建立了高通量的第二代测序技术,其他公司相继推出了Solexa和Solid测序技术．虽然第二代测序技术建立的时间不长,但发展非常快,已经应用于基因组,包括测序和表观基因组学以及功能基因组学研究的许多方面．本文简要综述了基因芯片和第二代测序技术及其应用进展,并分析了这两种高通量基因组学技术的前景．     

微生物功能基因组学研究

自从1995年流感嗜血杆菌的基因组序列测定完成之后[1],目前已有75种(株)微生物的基因组完成测序,160多种(株)微生物的基因组测序正在进行中[2]。随着各种微生物基因组测序工作的不断完成和序列信息的积累,微生物基因组学研究的重点已由结构基因组学向功能基因组学转移。微生物功能基因组学研究不仅要阐明微生物基因组内每个基因的作用或功能,还要研究基因的调节及表达谱,进而从整个基因组及其全套蛋白质产物的结构、功能、机理的高度去了解微生物生命活动的全貌,揭示微生物世界的各种前所未知的规律,并使之为人类和社会服务。与真核生物相比,虽然微生物的基因组相对简单,但微生物基因组学研究仍具有重大的科学和经济意义。在细菌基因组中,既有编码在极端环境下起催化作用的酶的基因,也有编码分解化学污染物的酶的基因,这些基因在真核细胞是不存在的。通过微生物功能基因组学研究,还能发现药物靶位和疫苗抗原。微生物基因的功能及表达研究结果也能为研究复杂生物的基因功能提供参考。近些年微生物功能基因组学研究受到了普遍重视。日本组织了十几所大学和研究机构,计划用5年时间完成大肠杆菌的功能基因组研究[3]。日本还与欧洲联合正在开展枯草杆菌功能基因组学研究[4]。其它微生物的功能基因组学研究也在进行中。由于微生物的种类繁多,功能基因组研究的内容又较丰富,要全面介绍微生物功能基因组学研究是困难的。本文仅从未知功能基因的鉴定、药物靶位及疫苗抗原研究、致病机制研究、生物功能图谱研究4个方面进行简要的评述。     

癌症差异蛋白质组学研究中样品分离和鉴定分析技术

随着人类基因组测序的完成,癌症研究的重点从基因组学转移到蛋白质组学研究中。癌症研究中的差异蛋白质组学技术也飞速发展,包括癌症样品制备、分离,蛋白质鉴定分析、蛋白质组定量研究和翻译后修饰研究等。这些技术极大地推动了与癌症相关的差异蛋白质组学研究,使蛋白质组学在癌症早期诊断、治疗,监测以及发现新药物治疗靶标方面发挥更大的作用。本文主要综述了近年来癌症差异蛋白质组学研究中样品分离和鉴定分析技术。     

肿瘤表观基因组学研究进展

多年来遗传学改变一直是肿瘤研究的焦点,近来人们越来越认识到异常表观遗传修饰在肿瘤形成中所起的重要作用。表观遗传修饰包括DNA甲基化、组蛋白修饰等,其变异会导致基因转录异常。表观基因组学是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。文章主要介绍目前已知的肿瘤表观基因组学相关内容,阐述表观遗传修饰与肿瘤的紧密关系及异常表观遗传修饰作为生物标记在肿瘤诊断、预后及治疗方面的最新研究进展。     

化学基因组学在抗真菌药物研究中的应用CSCD

真菌感染特别是侵袭性感染严重威胁人类健康,而我们应对真菌感染的药物种类却很少。基于细胞表型变化的抗真菌药物筛选,容易获得活性先导物,但后续对其作用靶点和作用机制的研究通常需要耗费更多的时间和精力,这已成为抗真菌药物研发的瓶颈。识别活性化合物的分子靶点,对于进一步优化改造先导物获得高效低毒的候选药物至关重要。化学基因组学能在活细胞基因组水平上发现先导物的作用靶点,利用该策略,近年来已有多个抗真菌先导物发现了作用靶点。该文主要介绍了化学基因组学的技术特点,以及近年来在发现抗真菌先导物作用靶点方面的应用。     

第二届后基因组高峰会议“基因组时代的医学”

为把握近两年来基因组学研究的最新动态，探讨其在医学和临床实践上的应用，加强中国基因组学家和医学家与国际同行的沟通和交流，在第一届峰会的基础上，中科院北京基因组研究所、中科院心理所行为遗传中心与美国冷泉港实验室特定于2006年5月17-19日举办“第二届后基因组高峰会议——基因组时代的医学”。本次会议着重探讨基因组新技术的前沿进展及其在临床实践和药物研发中的应用。     

基因组学: 理解植物入侵性的重要工具

入侵植物基因组学是一个新兴的研究领域, 它利用基因组学方法研究与植物入侵性相关的分子基础和表达调控机制, 甄别入侵性基因型, 进而在基因组水平上揭示外来种入侵性产生和进化的分子机制。本文扼要综述了可用于植物入侵生物学研究的主要基因组学方法, 包括比较基因组学、群体基因组学和表观基因组学等方法; 运用基因组学技术研究入侵植物除草剂抗性和根状茎发育的分子基础已取得了重要进展。然而, 入侵植物基因组学仍处于发展初期, 选择理想的入侵植物模式种, 建立入侵性研究的模式系统, 是当前亟待解决的问题。本文还提出了入侵植物基因组学研究值得关注的几个发展方向, 包括基因组信息的完善、不同环境条件下入侵植物的分子响应机制以及入侵性的系统生物学研究等。     

划时代的探索

基于表观遗传性的药物能够让癌症治疗进入新的时代吗？我们接下来要提到的生物公司名叫Epizyme,该公司创立于2007年一个加州的夏日,当时正值全球最大的生命科学投资公司之一MPM Capital举办年会。这家位于剑桥地区的公司主要研发表观遗传学相关的药物和疗法。每年,     

高通量测序技术在动植物研究领域中的应用

高通量测序是核酸测序研究的一次革命性技术创新, 该技术以极低的单碱基测序成本和超高的数据产出量为特征, 为基因组学和后基因组学研究带来了新的科研方法和解决方案. 在动植物研究领域, 高通量测序引领了一次具有里程碑意义的科学研究模式革新, 科研人员可利用该技术在基因组、转录组和表观基因组等领域展开多层次多方面多水平研究. 本文就高通量测序技术应用于动植物基因组学和功能基因组学研究进展进行了系统阐述, 并对当前高通量测序技术的现状和热点及未来的发展趋势作了深入剖析和讨论.     

从蛋白质基因组学视角出发的精准肿瘤学

癌症是一种机制复杂的异质性疾病,需要有针对性的精准医疗策略。精准医疗的发展离不开基因组学的飞速发展,但基因组学在分子表型分析中具有一定的局限性,蛋白质基因组学应运而生。蛋白质基因组学是蛋白质组学和基因组学的融合学科。文中描述了基因组学分析的局限性,强调了蛋白质基因组学的重要性,旨在从蛋白质基因组的视角重新了解精准肿瘤学。此外,还简要介绍了蛋白质基因组学在精准肿瘤学中的应用,对相关的公共数据项目进行了描述,最后,提出了现阶段需要克服的困难。     

表观遗传学与人类表观基因组计划

表观遗传学已被用来描述许多生物学过程,成为生物学与医学领域中热点的学科之一.本文简要介绍表观遗传学与表观遗传基因组学的概念、人类表观基因组计划研究的目标与意义,并阐述DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码微小RNA等表观遗传学调控基因表达的机制.我们已经认识到人类疾病基因缺损可能部分或完全与表观遗传有关.所以,研究疾病状态下非突变的、可逆的表观遗传调节,以及治疗的可能性具有重要实际意义.     

生发中心起源的B细胞淋巴瘤的表观遗传致病机制

生发中心(germinal center, GC)反应过程中,B细胞(B cell)经历了体细胞高频突变,类别转换,亲和力成熟等环节。在此过程中需要对GC B细胞特殊调控,从而维持GC B细胞的增殖和分化。但是一旦关键转录因子调控失调,可能导致B细胞淋巴瘤的形成。过去对淋巴瘤的研究大多停留在遗传学角度,随着新的基因组学技术的出现,大量研究成果表明,表观遗传修饰(如DNA甲基化,组蛋白修饰和微RNA)也在B细胞淋巴瘤(B cell lymphoma)中扮演着极其重要的角色。表观遗传修饰是可逆的,使其为靶点治疗相关癌症药物取得了良好的临床疗效。但表观遗传修饰是一个极其复杂的转录调控信号通路,仍需进一步的研究来揭示B细胞淋巴瘤的发生机制,以期寻找更好的治疗靶点以及更好的药物来防治癌症。     

科研快讯

美英正式邀请中国加入国际癌症基因组计划【科研中国SciEI.com道理】新华网杭州10月24日报道：国际人类基因组计划总协调人弗朗西斯·柯林斯24日在杭州宣布,美英已正式邀请中固加入国际癌症基因组计划。柯林斯是在此间举行的2006年国际基因组学大会上作如上表述的。他说：“我们想让中国也成为这个计划的重要参与者,像上次参与国际人类基因组计划一样与我们一起合作。”癌症基因组计划已于2个月前在美国正式宣布启动。目前的参与方为美、英两国。作为人类基因组计划向医学等实践领域的延伸,癌症基因组计划将运用目前已有的知识、工吴和手段,在DNA序列水平上找到与癌症相关的DNA变异,然后再运用各种新技术进一步找到致癌的原因。此举将有助于人类真正破解癌症致病的机理。     

陆续发现药物靶标新机制国际人类表观遗传学合作组织正式开始行动 表观基因组研究的最前沿

表观基因组在分析基因表达机制及把握细胞特性方面是不可缺少的学科和技术。第二遗传密码“组蛋白密码假说”正在受到检验,组蛋白的甲基化将成为药物的靶标。日本终于决定参加正式开始行动的国际人类表观遗传学合作组织（International Human Epigenome Consortium．IHEC）。     

植物功能基因组学的研究策略

植物基因组学是一门研究植物基因组内基因与遗传信息是如何有机结合并如何决定其功能的一门科学。随着植物基因组计划的顺利进行 ,植物基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学。近年来 ,多采用高通量 (highthroughput,HTP)序列分析技术、大规模实验技术及计算机统计分析技术研究植物基因组功能。概述了植物功能基因组学的最新进展。     

植物古基因组学研究进展

植物古基因组学是基因组学一个新兴分支,从现存物种中重建其祖先基因组,推断在古历史中导致形成现存物种的进化或物种形成事件。高通量测序技术的不断革新使测序读长更长、更准确,加快了植物参考基因组序列的组装进程,为古基因组学研究提供了大批量可靠的现存物种的基因组序列资源。全基因组复制(whole-genome duplication, WGD)亦称古多倍化,使植物基因组快速重组,丢失大量基因,增加结构变异,对植物进化极其重要。本文综述了植物基因组测序与组装研究进展、植物古基因组学的原理、植物基因组WGD事件以及植物祖先基因组进化场景,并对未来植物古基因组学研究进行了展望。