衰老过程中的表观遗传调控

生物体衰老表现为性成熟后生理功能的逐渐衰退,最终引发疾病和死亡。表观遗传调控的紊乱作为衰老的一个重要特征,暗示可以通过干预表观遗传调控来延缓衰老并治疗衰老相关疾病。现就衰老过程中的表观遗传调控的最新进展作一综述。     

表观遗传调控中的FACTs和FACT

正表观遗传讨论不涉及DNA序列变化的可继承的性状变化.该继承性可以是有丝分裂过程中从亲代细胞到子代细胞的继承,也可以是涉及减数分裂的从亲代个体到子代个体的继承.有趣的是,不同于DNA突变,表观遗传的继承性虽然比较稳定,但仍有一定频率的双向变化.这种变化往往始于外界环境刺激和内     

表观遗传调控健康衰老

衰老是自然界普遍存在的现象。衰老伴随着组织和器官功能的逐渐衰退,最终导致生物体死亡。衰老也是人们罹患老年性疾病如心血管疾病、神经退行性疾病、癌症、糖尿病等的主要风险因素。因此,延缓衰老对于预防和治疗衰老相关的疾病意义重大。衰老与遗传和表观遗传改变密切相关。最近,Nature杂志发表了中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心蔡时青研究组与中国科学院上海巴斯德研究所江陆斌研究组的合作成果。该研究发现了两个新的保守的表观调控因子妨碍健康衰老。     

表观遗传修饰在调控寿命中的作用

表观遗传修饰是生命现象中普遍存在的一类基因调控方式,主要包括DNA甲基化、组蛋白乙酰化和组蛋白甲基化等,通常协同调控基因表达。端粒是位于真核生物染色体末端的保护性结构,在端粒以及亚端粒区域中也存在丰富的表观遗传修饰。随着研究深入,发现表观遗传修饰在调控寿命过程中扮演着重要角色,而揭示衰老的有关机制有助于我们找到延长寿命的方法,具有重大的生物学意义和临床应用前景。     

胚胎干细胞分化过程中的表观遗传调控

作为一类既有自我更新能力,并具有多向分化潜能的细胞,胚胎干细胞具有非常重要的理论研究意义和临床应用前景。近期以胚胎干细胞为模型,研究有关干细胞分化的表观遗传调控已成为新的研究热点。本文就胚胎干细胞分化过程中DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控以及与胚胎干细胞分化密切相关的表观遗传学动态变化做一概述,对表观遗传学改变与胚胎干细胞分化关系的基础研究进行探讨。     

Chromodomain蛋白在表观遗传调控中的功能

克罗莫结构域 (chromatin organization modifier domain, chromodomain)是与染色质结构相关的进化上保守的蛋白质模体。Chromodomain中芳香族氨基酸残基组成保守的疏水“box”结构与“组蛋白密码”中的二甲基或三甲基修饰的H3K9和H3K27结合, 同时chromodomain也可识别非组蛋白和特定的核酸结构。不同类型的chromodomain蛋白在基因转录调节、基因组重排修复和染色质重塑等过程中发挥重要调控作用, 从多个层次参与染色质表观遗传调节过程。本文综述chromodomain的分类和结构特征, 探讨进化中不同的chromodomain蛋白在细胞中的功能多样性, 为进一步研究chromodomain蛋白在细胞中的作用机制提供参考。     

干细胞衰老的表观遗传调控

衰老是机体随着时间推移而表现的一种各组织器官退化,最终导致细胞乃至个体死亡的进程。干细胞的衰竭、功能缺失及表观遗传的改变被认为是衰老的驱动力。对模式生物及人类衰老的研究发现,相对于基因决定,表观遗传改变在寿命影响中起到更为重要的作用,饮食、运动等环境因素会引起细胞表观遗传的改变,包括DNA甲基化水平改变、组蛋白翻译后修饰改变、染色质重塑、非编码RNA调控等,最终会对细胞乃至个体寿命产生影响。该综述主要是对表观遗传改变影响细胞衰老的最新发现进行概述,并且尝试对可能的能够延缓或者实现健康衰老的策略进行总结探讨,期望为以后尝试延缓衰老及实现健康衰老提供潜在的干预靶点。     

干细胞衰老的表观遗传调控

干细胞衰老理论认为,组织器官特异的成体干细胞随着衰老出现功能性衰退,从而导致组织器官生理功能的衰退甚至衰老相关疾病的发生.表观遗传机制通过精密调控基因表达,在成体干细胞的衰老过程中发挥着重要作用.近年来,机体衰老过程中成体干细胞的表观遗传调控已经成为衰老研究的热点.本综述主要总结了衰老过程中成体干细胞命运的表观遗传调控,并详细介绍了DNA甲基化与组蛋白共价修饰在成体干细胞衰老中的作用,以期为深入认识衰老本质、实现健康长寿提供启示.     

衰老的表观遗传调控机制

表观遗传通过调控基因表达影响众多生命过程。大量的证据表明,表观遗传在衰老调控中也发挥重要的作用。本文介绍表观遗传的3种主要机制对衰老的调控作用,及其对衰老的2个主要特征的影响。同时,介绍热量限制介导的抗衰老作用的表观遗传的调控机制,和3种重要的抗衰老活性小分子及其如何通过表观遗传相关机制发挥抗衰老作用。本文结果为进一步研究表观遗传在衰老调控中的作用,以及发展抗衰老干预措施提供了理论依据和重要的参考资料。     

胚胎发育的精细表观遗传调控

正表观遗传学的概念起源于对进化和发育的研究,早期的表观遗传学涵盖了个体从受精卵到发育成熟过程中的所有事件.而随着对遗传物质的鉴定和DNA双螺旋结构的解析,分子生物学日益成熟起来,科学家们逐渐清楚地意识到,成熟个体的细胞中含有的基因是相同的,但却产生了各种不同的细胞表型.这种基因表达的空间和时间差异性使得科学家们更加明确地进行基因表达调控的研究,从而形成了现代表观遗传学的概念,即不改变DNA序列的可遗传性改变.     

PPARγ在脂肪生成中的遗传和表观遗传调控

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)是脂肪生成和脂肪组织发育的关键调控因子,另外在糖脂代谢、炎症和免疫反应等多种生物学过程中也发挥重要作用。近年来,对PPARγ基因的研究一直是脂肪生物学研究的热点。随着研究的不断深入,人们发现PPARγ基因不仅受遗传调控,还受DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和染色质重塑等表观遗传调控。本文综述了PPARγ基因在脂肪生成中的遗传和表观遗传调控研究进展,探讨了未来PPARγ基因调控的研究方向和趋势。     

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被甲基化。组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化与基因的失活相关连; 组蛋白H3第4位赖氨酸和第36位赖氨酸的甲基化与基因的激活相关连; 组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化与同源盒基因沉默、X染色体失活、基因印记等基因沉默现象有关; 组蛋白H3第79位赖氨酸的甲基化与防止基因失活和DNA修复有关。与此同时, 组蛋白的去甲基化也受到更为广泛的关注。 关键词: 组蛋白赖氨酸甲基转移酶; 组蛋白赖氨酸甲基化; 组蛋白去甲基化     

表观遗传调控在糖尿病及其并发症中的作用

表观遗传(epigenetics)是指DNA序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变．表观遗传调控过程十分复杂,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和微小RNA(miRNA)等．糖尿病是一种慢性代谢性疾病,常伴随大血管和微血管并发症．糖尿病的发生、发展不仅取决于遗传因素,而且也受到表观遗传修饰的调控．因此,对表观遗传调控的研究将为糖尿病及其并发症的预防和治疗提供新的思路和方法．     

植物根尖干细胞的表观遗传调控

干细胞是一类具有特化为不同细胞类型能力的多能性细胞,他为多细胞生物的器官发生、损伤修复和再生源源不断提供新细胞。干细胞的特化和维持需要复杂的基因调控网络来有序调控。此外,表观遗传调控在包括干细胞命运决定在内的许多生物学过程中发挥极其重要的作用。本文归纳了近年来对植物,主要是模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh.）根尖干细胞表观遗传调控方面的研究进展,重点论述了表观调控因子与控制干细胞的关键转录因子之间如何互作、调控植物根尖干细胞的自我更新和分化,并对今后研究的突破方向进行了展望。     

植物根尖干细胞的表观遗传调控

干细胞是一类具有特化为不同细胞类型能力的多能性细胞,他为多细胞生物的器官发生、损伤修复和再生源源不断提供新细胞。干细胞的特化和维持需要复杂的基因调控网络来有序调控。此外,表观遗传调控在包括干细胞命运决定在内的许多生物学过程中发挥极其重要的作用。本文归纳了近年来对植物,主要是模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.)根尖干细胞表观遗传调控方面的研究进展,重点论述了表观调控因子与控制干细胞的关键转录因子之间如何互作、调控植物根尖干细胞的自我更新和分化,并对今后研究的突破方向进行了展望。     

表观遗传修饰与干细胞分化调控

干细胞具有自我更新和多种分化潜能的特性。干细胞向分化细胞的转变涉及到基因表达模式的改变,与自我更新有关的基因关闭．与细胞特化有关的基因激活。表观遗传调控机制,包括DNA甲基化、组蛋白修饰和微RNA（microRNA）介导的基因调控,在多个层面上控制发育过程中基因表达。近年研究表明,动态的表观遗传调控机制在干细胞自我更新和分化中起关键作用。     

表观遗传调控pre-mRNA的选择性剪接

选择性剪接是真核生物基因表达过程中的关键环节,是蛋白质多样性的主要来源,在生物的分化、发育及疾病的发生中扮演重要角色。传统的选择性剪接调控机制的研究多集中于RNA序列元件及与之相关的一些剪接因子,但近期的突破性研究指出表观遗传因素在选择性剪接的调控中发挥重要作用。DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰相互影响并作用于pre-mRNA的选择性剪接,构成一个庞大、复杂的调控网络,表明表观遗传因素不仅决定着基因转录的起始,还影响其转录本剪接的结果。文章综述了近年来pre-mRNA选择性剪接的表观遗传调控的研究进展,探讨了DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰在pre-mRNA选择性剪接中的可能作用,并展望了其对人类疾病研究所带来的深远影响。     

癌表观遗传调控与癌症治疗

基因功能与表达模式异常是癌症的主要特征.日益增多的研究表明,DNA甲基化(DNAmethylation)、组蛋白修饰(histone modification)、染色质重塑(chromatin remodeling)以及microRNAs 介导的基因沉默等表观遗传调控方式的异常与癌症的发生发展密切相关.阐明癌症发生发展...     

昆虫滞育表观遗传调控的研究进展

滞育是昆虫躲避不良环境的一种策略,对延续昆虫种群具有重要意义.特别是昆虫的兼性滞育,能够受环境的周期性季节变化影响,表观遗传可能在其中扮演重要角色.表观遗传是不依赖DNA序列改变所产生的可遗传变异,包括DNA、RNA、蛋白质和染色质水平上的各种表观遗传调控过程,可能参与生物的发育可塑性.昆虫滞育表观遗传调控主要包括两个...     

铁死亡的表观遗传调控机制

铁死亡是一种新型的细胞程序性死亡方式,参与多种疾病的发生发展。对铁死亡调控机制的深入研究会帮助我们从新的角度去认识疾病的发生机制和探究潜在的药物干预靶点。因此,本文对铁死亡的表观遗传调控机制的最新研究进展进行了综述。研究发现,组蛋白的修饰如组蛋白甲基化、乙酰化和单泛素化等,能够通过激活或抑制铁死亡相关的溶质载体家族7成员11(recombinant solute carrier family 7 Member 11,SLC7A11)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)等基因的转录进而调控铁死亡的发生。此外,DNA/RNA甲基化也影响着铁死亡的发生,如GPX4上游DNA甲基化的增加会导致脂质活性氧(reactive oxygen species,ROS)的积累从而促进细胞发生铁死亡。本文综述了近些年参与铁死亡调控的包括小分子RNA(microRNA)、长非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)和环状RNA(circular RNA,circRNA)在内的非编码RNA的研究,发现非编码RNA也可以通过靶向调控谷胱甘肽(glutathione,GSH)合成、脂质ROS和GPX4活性等,在多种疾病尤其是肿瘤疾病的铁死亡过程中起举足轻重的作用。