DNA羟甲基化与表观遗传学调控

表观遗传学中的DNA甲基化与疾病的发生发展密不可分. DNA甲基化中的5-甲基胞嘧啶易发生氧化形成5 羟甲基胞嘧啶.此过程又称为羟甲基化修饰,已成为表观遗传学研究的一种新热点.羟甲基化与10-11易位家族蛋白（ten-eleven translocation,TET）的作用密切相关,它参与了基因的表达调控以及DNA去甲基化过程. 最近的羟甲基化研究主要集中在癌症和精神性疾病.针对日趋增多的相关研究,本文对DNA羟甲基化进行了全景式综述.     

黑色素瘤发生发展中的表观遗传学调控

人恶性黑色素瘤(malignant melanoma)是近年来高发病率和高死亡率的肿瘤之一.目前尚缺乏有效的治疗方法.而表观遗传如DNA甲基化(DNA methylation)、组蛋白修饰(histonemodification)、染色质重塑(chromatin remodeling)及RNA干扰(RNA interference,RNAi)等改变在人黑色素瘤的发生、发展和转移中有重要作用.阐明黑色素瘤发生发展的表观遗传学机制已引起了学者的普遍关注.本文综述了人类黑色素瘤发生发展中所特异的表观遗传改变:CpG岛的异常甲基化修饰、组蛋白甲基化和乙酰化修饰、染色质重塑以及microRNA在黑色素瘤发生和转移中的作用,并对应用表观遗传修饰治疗人类黑色素瘤进行了探讨.     

RNA与X染色体失活的后成调节

生物体内,由于性别的差异,两性细胞中的Ｘ染色体数目不同。为了平衡具有不同Ｘ染色体数目的细胞中Ｘ连锁基因的表达量,生物体在进化过程中引入了剂量补偿机制（ｄｏｓａｇｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）。在线虫中,两性体的染色体浓缩和分离与一组蛋白复合体有关,这组...     

O-GlcNAc and the Epigenetic Regulation of Gene Expression

O-GlcNAcylation is an abundant nutrient-driven modification linked to cellular signaling and regulation of gene expression. Utilizing precursors derived from metabolic flux, O-GlcNAc functions as a homeostatic regulator. The enzymes of O-GlcNAc cycling, OGT and O-GlcNAcase, act in mitochondria, the cytoplasm, and the nucleus in association with epigenetic “writers” and “erasers” of the histone code. Both O-GlcNAc and O-phosphate modify repeats within the RNA polymerase II C-terminal domain (CTD). By communicating with the histone and CTD codes, O-GlcNAc cycling provides a link between cellular metabolic status and the epigenetic machinery. Thus, O-GlcNAcylation is poised to influence trans-generational epigenetic inheritance.     

DNA修复的表观遗传学调控

表观遗传学信息的改变是导致人类肿瘤形成的重要因素之一．基因组的稳定性经常会受到DNA损伤的威胁．然而,高度致密的染色质结构却极大地妨碍了DNA修复的进行．因此,真核生物细胞中必须有一个精确的机制来克服染色质这一天然的屏障．其中,组蛋白的共价修饰和ATP-依赖的染色质重塑通过改变染色质的结构,对DNA修复进程起着关键的调控作用．介绍了DNA修复过程中,发生在表观遗传学方面的主要调控过程,特别阐述了在DNA双链断裂损伤应答和修复过程中,组蛋白修饰和染色质重塑方面最新的研究进展,并对今后的发展方向进行了讨论．     

Epigenetic Mechanisms of Blood-Pressure Regulation

The role of epigenetic mechanisms involved in blood-pressure regulation has been reviewed. It is known that some periods in early pre- and postnatal ontogenesis are very sensitive to some environmental and endogenous influences. These periods are characterized as highly vulnerable to the formation of a complex of epigenetic changes that may determine the trajectory of the further formation of physiological systems involved in the blood-pressure regulation. Early life influences on these systems may predispose an individual to the development of hypertensive disease in further life. In some cases, the transmission of epigenetic changes to the next generations may resolve the contradiction between the high heritability of arterial hypertensive disease and the low total contribution of polymorphic DNA variants in the population variability of blood pressure values.     

视黄酸通路的启示——从心脏发育到心肌谱系定向分化

多潜能干细胞具有无限增殖的能力,并能够分化为心肌细胞,因此在心脏再生方面拥有巨大潜力.胚胎发育过程为干细胞定向分化提供了重要线索,在过去的几年中,通过操控心脏发育关键通路,在心肌定向分化方面取得了重要进展,但是现有的分化方法仍不能稳定地诱导心肌细胞,表明现有的通路不能有效解决这些问题.视黄酸(RA)通路在心脏发育过程中发挥重要作用,RA缺失会导致心房变小、心室小梁减少、心肌壁增厚且细胞间连接松散.在体外心肌定向分化过程中,RA多用于促进多潜能干细胞向心房分化.但从RA通路基因敲除小鼠的表型来看,除了调控心肌亚型分化,RA在多个发育阶段发挥重要作用.深入解析RA在心肌分化各阶段的作用机制,将有助于获得高质量的心肌细胞.同时,研究RA在心内膜和心外膜分化中的作用机制也有助于解释RA通路敲除小鼠的心脏异常.总之,从RA在胚胎发育中的作用来看,需要更多的体外研究来揭示RA在心肌谱系分化中的作用.本文综述了RA通路在心脏发育的心肌分化过程中的作用,并探讨了需要解决的问题.     

长链非编码RNA与表观遗传调控

近年来,表观遗传学(epigenetics)备受关注.表观遗传调控的方式主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等.ENCODE计划及随后的研究发现,人类基因组中仅有很小一部分DNA序列负责编码蛋白质,而其余大部分被转录为非编码RNA(non-codingRNA,ncRNA).其中长链非编码RNA(long non-codingRNA,lncRNA)是一类长度大于200nt并且缺乏蛋白质编码能力的RNA分子.越来越多的研究表明,lncRNAs能够通过表观遗传调控、转录调控以及转录后调控等多个层面调节基因的表达,从而参与细胞增殖、分化和凋亡等多种生物学过程.本文将着重综述lncRNAs在表观遗传调控中的作用及其最新的研究进展.     

植物胚乳发育的表观遗传学调控

被子植物的种子发育从双受精开始, 产生二倍体的胚和三倍体的胚乳。在种子发育和萌发过程中, 胚乳向胚组织提供营养物质, 因此胚乳对胚和种子的正常生长发育至关重要。开花植物发生基因组印迹的主要器官是胚乳。印迹基因的表达受表观遗传学机制的调控, 包括DNA甲基化和组蛋白H3K27甲基化修饰以及依赖于PolIV的siRNAs (p4-siRNAs)调控。基因组印迹的表观遗传学调控对胚乳的正常发育和种子育性具有不可或缺的重要作用。最新研究显示, 胚乳的整个基因组DNA甲基化水平降低, 而且去甲基化作用可能源于雌配子体的中央细胞。该文综述了种子发育的表观遗传学调控机制, 包括基因组印迹机制以及胚乳基因组DNA甲基化变化研究的最新进展。     

Epigenetic Regulation in Plant Responses to the Environment

In this article, we review environmentally mediated epigenetic regulation in plants using two case histories. One of these, vernalization, mediates adaptation of plants to different environments and it exemplifies processes that are reset in each generation. The other, virus-induced silencing, involves transgenerationally inherited epigenetic modifications. Heritable epigenetic marks may result in heritable phenotypic variation, influencing fitness, and so be subject to natural selection. However, unlike genetic inheritance, the epigenetic modifications show instability and are influenced by the environment. These two case histories are then compared with other phenomena in plant biology that are likely to represent epigenetic regulation in response to the environment.     

植物叶片衰老的表观遗传调控

叶片是植物重要的光合器官, 它的衰老由外界环境刺激和内源发育信号所启动, 复杂的基因调控网络参与衰老过程的精确调控。最新研究表明, 植物通过对基因表达的重编程, 在表观遗传水平上调节着叶片衰老过程。该文简要介绍了表观遗传的分子机制, 在此基础上重点综述了组蛋白修饰、染色质重塑、DNA甲基化及小RNAs途径对叶片衰老调控的最新研究进展, 同时讨论了该领域存在的问题和未来研究方向。