非编码RNA在哺乳动物中介导环境暴露信息的研究进展

研究表明,环境暴露(如饮食改变、精神压力、化学物接触等)会对机体的表型造成影响,导致多种疾病的发生.有意思的是,这种环境暴露导致的表型能通过不依赖DNA序列的方式传递到下一代.前期研究发现,获得性表观遗传在这个过程中发挥了重要的作用.非编码RNA作为一种种类繁多、功能灵活的新型表观修饰载体,不仅对环境暴露敏感响应,调控基因表达,还能通过生殖细胞将亲代的获得性表型传递到子代.本文对哺乳动物中可能介导环境暴露信息的非编码RNA及其变化进行了总结,并讨论了精子非编码RNA介导获得性表型的研究进展.     

哺乳动物中由精子RNA介导的跨代遗传的研究进展

随着表观遗传学的飞速发展,拉马克的获得性遗传理论又重新得到了学术界的关注．近年,哺乳动物获得性性状的跨代遗传现象也得到了较为深入的研究．在获得性性状的跨代遗传过程中,由环境压力导致的表观遗传信息经由生殖系在代际间传递．其中,在环境压力相关的表观遗传信息的建立及传递过程中,精子小非编码RNA(small non-coding RNA,sncRNAs)发挥关键作用,环境压力信息以sncRNAs的形式储存在成熟精子中,通过受精作用,精子sncRNAs参与胎儿原始生殖细胞基因组的表观遗传修饰,将表观遗传信息跨代传递,进而影响获得性性状相关的基因表达．本文主要综述了精子sncRNAs参与获得性性状跨代遗传的机制,为研究遗传性的代谢疾病、促进人类生殖健康及家畜良种繁育提供新思路．     

表观遗传学及其与疾病相关性

表观遗传学(Epigenetics)是指基因的DNA序列不发生改变的情况下,基因的表达水平与功能发生改变,并产生可遗传表型的遗传现象。主要内容包括DNA甲基化,组蛋白共价修饰,染色质重塑,非编码RNA 4个调控机制。这些表观遗传学变化与多种疾病的发生发展有关,该文就表观遗传学及其与疾病相关性作一综述。     

精子RNA及RNA修饰在获得性遗传中的研究进展

越来越多的证据表明,上一代在环境压力下产生的某些获得性性状可以"记忆"在配子中,并以一种不依赖DNA序列的方式传递给下一代,这种现象被称为获得性遗传。然而,关于精子中介导获得性遗传现象的分子机制尚不清楚。近年来,随着精子RNA领域的发展,我们实验室率先发现精子中一类来源于成熟tRNA的小RNA (tRNA-derived small RNAs, tsRNAs)及其RNA修饰可以作为一种新型的表观遗传信息载体,介导父代获得性代谢紊乱性状向子代传递。此外,我们进一步发现了调控精子RNA介导获得性遗传的关键分子——tRNA甲基转移酶DNMT2,从RNA修饰及修饰酶的角度为获得性遗传的机制研究打开了新思路。鉴于该领域的迅速发展,该文拟从精子tsRNAs、RNA修饰以及DNMT2的角度综述近年来精子RNA及RNA修饰介导的获得性遗传机制的研究进展。     

非编码RNA多维调控网络与肝细胞癌

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC,下称肝癌)是一种全球高发的恶性肿瘤,其生长快、易转移、死亡率高.非编码RNA(non-coding RNA, ncRNA)是指由基因组转录的不编码蛋白质的RNA.它们数量巨大,占人类基因组转录产物的90%以上.近年研究发现, ncRNA可以在表观遗传、转录和转录后水平调控基因表达,或者调控蛋白质的定位及活性,进而影响细胞的分化、增殖、死亡、运动等重要活动; ncRNA的失调与疾病的发生发展密切相关.发现肝癌相关的ncRNA并深入研究其调控网络及作用机制将为肝癌的诊断和治疗提供新策略.本文介绍了ncRNA的分类, ncRNA的生成、加工和降解机制, ncRNA的功能网络,并总结了ncRNA在肝癌细胞恶性表型调控中的功能及机制,最后讨论了ncRNA作为诊断标志物和治疗靶点的潜在应用.     

综述: 学习和记忆的跨代遗传：果蝇能告诉我们真相吗？

学习记忆是一个获取、储存和再巩固新知识的过程,并以行为作为输出信号.学习记忆是高等生物适应动态环境不可或缺的。学习和记忆能力缺陷会导致精神类疾病,如精神分裂症、抑郁症和阿尔兹海默病等.近年来,有研究发现这些精神类疾病能够遗传给后代,所以以动物模型来研究学习和记忆的跨代遗传机制已经开始.在这篇综述里,首先简要概括了目前有关学习和记忆的分子机制、神经环路和跨代遗传的可能机制;然后,讨论了利用果蝇模型来研究学习和记忆跨代遗传的可能性.最后,我们提供了可能的策略用以揭示果蝇学习和记忆跨代遗传的表观遗传机制.     

综述与专论：表观遗传修饰调控阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种临床上常见的以进行性认知功能障碍和记忆减退为主要特征的神经退行性疾病。近些年研究发现，表观遗传修饰如DNA修饰、组蛋白修饰、RNA修饰及非编码RNA在Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经再生、突触可塑性和认知功能中发挥不同程度的调控作用，进而改善或加剧AD病理进程。临床数据表明表观遗传修饰的改变与AD风险呈显著相关性，运用药物、物理刺激、si RNA等干预手段在AD动物模型中改变表观遗传修饰水平可改善AD病理和认知能力。本文综述了不同的表观遗传修饰在AD中的调控作用，为进一步理解AD的表观遗传学机制及通过干预表观遗传修饰改善或治疗AD的可行性提供理论依据。     

配子介导的哺乳动物获得性性状的跨代遗传

越来越多的证据表明,某些亲代的环境暴露,如化学物质接触、饮食习惯改变、精神刺激等均可以通过DNA序列之外的表观遗传途径"记忆"在配子中,并将亲代获得性性状传递给后代。近年来,有关配子介导的获得性性状跨代遗传的研究正在逐渐升温,使得过去曾被视为异端的"拉马克遗传"学说重新走上了科学舞台,并被认为是今后表观遗传学领域最具挑战、最有意义的研究方向之一。配子中的DNA甲基化、染色质改型及组蛋白修饰,以及非编码RNA均是潜在的表观遗传信息的携带者,深入研究这些表观遗传信息携带与传递规律,将为阐明配子介导的跨代遗传分子机制提供重要的理论依据。     

靶向表观遗传调控的肿瘤治疗进展

新型肿瘤治疗策略开发一直是肿瘤学领域的热点方向。表观遗传变异在肿瘤发生发展中发挥着重要作用,包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA等多个层面的调控机制。近年来,鉴于表观遗传动态可逆的特点,靶向表观遗传调控作为一种新型的肿瘤治疗策略备受关注。该文将从肿瘤表观遗传特征的治疗策略和靶向表观遗传调控克服肿瘤治疗抵抗两方面综述靶向表观遗传调控在肿瘤治疗中的最新进展,旨在为肿瘤治疗领域的研究人员提供参考和启发,促进靶向表观遗传调控方案在肿瘤治疗中的应用与发展。     

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。     

非编码RNA在肿瘤发生发展和诊治中的作用

非编码RNA以其庞大复杂的RNA调控网络在生命活动的各个过程中都发挥着重要作用.越来越多的研究证明非编码RNA可以在表观遗传水平、转录水平以及转录后水平影响肿瘤细胞的生长、转移、凋亡、代谢和免疫逃逸等,调控肿瘤的发生发展.此外,非编码RNA已被证实在多种恶性肿瘤中差异表达,具有成为生物标志物的潜力.本文归纳总结了非编码RNA在肿瘤发生发展过程中不同方面的作用,并且介绍了非编码RNA在液体活检和化疗耐药中的应用前景.相信非编码RNA作为细胞生命活动的重要调控因子,在将来会有更深入的研究和有价值的临床应用.     

表观遗传调控植物响应非生物胁迫的研究进展

植物的生长发育容易受到外界环境变化的影响。非生物胁迫发生时, 表观遗传机制对胁迫应答基因的表达调控发挥了十分重要的作用。近年来, 调控植物非生物胁迫应答的表观遗传机制研究取得了一系列重要进展, 为进一步深入解析植物响应非生物胁迫的分子机制奠定了基础。该文对DNA甲基化修饰、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA等主要表观遗传调控方式在植物响应非生物胁迫中的作用进行了简要综述。     

表观遗传学: 生物细胞非编码RNA调控的研究进展

表观遗传学是研究基因表达发生了可遗传的改变, 而DNA序列不发生改变的一门生物学分支, 对细胞的生长分化及肿瘤的发生发展至关重要。表观遗传学的主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰及新近发现的非编码RNA。非编码RNA 是指不能翻译为蛋白的功能性RNA分子, 其中常见的具调控作用的非编码RNA包括小干涉RNA、miRNA、piRNA 以及长链非编码RNA。近年来大量研究表明非编码RNA在表观遗传学的调控中扮演了越来越重要的角色。文章综述了近年来生物细胞非编码RNA调控的表观遗传学研究进展, 以有助于理解哺乳动物细胞中非编码RNA及其调控机制和功能。     

表观遗传学与肺癌

表观遗传是在指不影响遗传序列的情况下影响型状表达的方法。除了经典遗传方面,如点突变、颠换、插入与肺癌的发生有关,近年来研究显示表观遗传学对肺癌的发生也起到了重要的作用。本文主要从表观遗传学角度,简述了DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA尤其是mi RNA与肺癌的关系,甲基化主要是通过抑制原癌基因,促进抑癌基因表达导致肺癌,组蛋白修饰会促进抑癌基因的表达,非编码RNA可以作为肺癌诊断的生物标记物,为肺癌的早期诊断提供依据。     

表观遗传跨代继承表型研究进展

表观基因组在配子发生和早期胚胎发育中经历一个重编程过程。因此, 人们认为表观遗传信息不可能代间传递。表观遗传跨代继承表型的出现, 说明某些表观遗传标志可能逃脱了重编程。尽管该观点尚存争议, 但日益增多的实验证据表明表观遗传记忆确实存在于哺乳动物中。由于表观遗传修饰具有可逆性, 表观基因组易受各种环境因子(如化学物质、营养和行为等)的影响而改变。因此, 表观基因组提供了跨代传递环境影响的可能机制。文章介绍了表观遗传跨代继承表型的概念, 论述了表观遗传重编程和表观遗传信息跨代传递的分子机制, 列举了一些环境因子与表观遗传跨代继承性疾病。     

非编码RNA与哺乳动物基因组印记的起源

基因组印记是由亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象,主要发生在胎盘哺乳动物（真哺乳类）和显花植物中.大部分印记基因都分布在印记基因簇内,其中包含大量的非编码RNA基因.印记基因的表达受印记控制区（ICRs）的顺式调控.基因组印记产生的原因及过程是现代遗传学研究的一个热点问题,分析印记同源区从非印记物种到印记物种的过渡,为解决这一问题提供了重要启示.最近,原始哺乳动物（有袋类和单孔类）模式物种全基因组测序的完成,极大地促进了印记同源区的比较分析研究.本文对这些研究进行了回顾和分析,发现非编码RNA与哺乳动物基因组印记获得关系密切.主要依据为：（1）伴随着基因组印记的获得,印记区有大量的非编码RNA新基因出现;（2）与基因组印记相关的一些保守非编码RNA的表达发生了显著变化.此外,对15种脊椎动物中印记snoRNA基因系统分析的结果表明：印记snoRNA起源于真哺乳类与有袋类动物分化之后,并且在真哺乳类辐射进化之前发生了迅速的扩张,主要的基因家族在这一时期已经形成.这些结果进一步证明了非编码RNA与基因组印记获得的密切联系.非编码RNA可能主要通过调控印记表达和诱导染色体表观遗传修饰两种机制,参与哺乳动物基因组印记的获得.     

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.     

非编码RNA与细菌耐药

细菌非编码RNA是一类新发现的基因表达调控因子,通过与靶mRNA配对,导致mRNA翻译和稳定性的变化,从而影响细胞的各种生理功能,如个体发育、翻译激活与抑制、细菌毒性等,而且一个单独的非编码RNA就能调控大量基因并对细胞生理产生深远影响。近年来诸多研究证实,非编码RNA与细菌耐药性也存在一定的关系。我们对此进行简要综述,为细菌耐药性的研究奠定基础。     

表观遗传学与组织工程

表观遗传学是环境和遗传相互作用的一门学科,其调控方式包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控等。这些调控方式的协调作用决定了细胞的发育、功能、状态和命运,因此表观遗传调控机制已经成为外界环境影响因素和基因转录调控之间的重要联系。组织工程的目标是研究和开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物,该领域的主要挑战之一在于寻找最佳的能够控制细胞命运和促进细胞成熟的微环境。该文综述了表观遗传的调控方式及相应研究方法、表观遗传对细胞分化和功能的影响、生物材料对表观遗传的调控,以期为组织工程研究及转化提供参考。     

杂种优势形成的表观遗传学研究进展

杂种优势是一种复杂的生物学现象,在农业生产上得到了广泛的应用,但对其形成的遗传机理和分子基础尚不清楚。随着表观遗传学的深入研究,尤其是DNA甲基化、小分子RNA和组蛋白修饰等技术的发展,为杂种优势形成的分子基础提供了新的研究策略和技术手段。DNA甲基化、小分子RNA、组蛋白三者在杂交种中水平的改变与杂种优势有着一定关系,同时,三者之间相互作用调节基因表达影响杂种优势。本文简述了近年来表观遗传学在杂种优势形成中的作用和遗传机制等方面的研究进展,并且提出了目前存在的问题和下一步的研究方向。本综述将有助于从表观遗传学的角度认识杂种优势的形成机理,从而促进对杂种优势的表观遗传学基础的理解及其在植物杂交育种上的应用研究。