环境因素所致印迹基因改变与子代器官发育

印迹基因是由大约100个基因组成的一类特殊子集,主要以亲本单等位基因的方式表达,对胚胎的生长发育具有重要作用.近年来发现,环境因素所引起的印迹基因表观遗传修饰改变可造成胎儿多脏器发育不良甚至成年后多疾病易感,且存在多代遗传效应.本文基于国内外最新研究进展,总结了印迹基因表达改变对个体发育阶段以及生命后期器官功能的影响,...     

表观遗传学——理论·方法·研究进展(1)

现代生物（包括人类在内）从祖先基因组中所获得的生长、发育和进化信息并不仅仅是基因序列。在DNA序列不发生变化的条件下,基因表达发生的改变也可以是遗传的,导致表观遗传变异。表观遗传学就指研究不涉及遗传物质核苷酸序列的改变、但可以通过有丝分裂和减数分裂实现代间传递（遗传）的生物现象的遗传学分支领域、从根本上讲,表观遗传是环境因素和细胞内的遗传物质之间发生交互作用的结果,目前表观遗传学研究主要集中在甲基化、小RNA和染色质重塑等方面。副突变、亲代印记、性别相关性基因剂量补偿效应和转基因沉默等是典型的表观遗传现象,相关研究有利于揭示生长发育、杂种优势、作物抗逆和人类疾病等许多生命现象的本质。     

表观遗传修饰影响花青苷合成研究进展

花青苷是广泛存在于植物中的一类重要的类黄酮化合物,对植物生长、代谢、应激等方面具有重要作用。在植物生长发育过程中,花青苷使植物的花和果实呈现出丰富色彩的颜色,从而吸引昆虫传粉和动物采食,便于结种和传播;在植物代谢应激反应中,花青苷使植物具有抵御低温、干旱、真菌感染,防御紫外线伤害、虫害等能力。花青苷生物合成通路受相关结构基因和转录因子的调控机制已被解析得十分清楚,近几年研究发现,植物花青苷生物合成相关基因受到表观调控,从而影响花青素苷的合成。表观遗传学是目前生命科学领域研究的热点之一,本文结合最新的植物花青苷合成表观遗传学研究进展,综述了花青苷合成过程中的表观遗传修饰以及基因编辑技术在表观遗传学研究中的应用,以期利用表观遗传手段为花色育种改良提供新思路。     

表观遗传学与子宫内膜癌的研究进展

长期以来人们一直认为基因突变或缺失参与肿瘤的形成,近年来越来越多证据表明,表观遗传修饰在肿瘤进展中同样具有非常重要的作用。DNA甲基化、组蛋白修饰及microRNA表达调控等表观遗传机制是子宫内膜癌发生、发展的重要原因之一。表观遗传学的研究进展不仅有助于子宫内膜癌的早期诊断,对分子靶向治疗子宫内膜癌亦显示出良好的应用前景。     

表观遗传学与子宫内膜癌的研究进展

长期以来人们一直认为基因突变或缺失参与肿瘤的形成,近年来越来越多证据表明,表观遗传修饰在肿瘤进展中同样具有非常重要的作用。DNA甲基化、组蛋白修饰及micro RNA表达调控等表观遗传机制是子宫内膜癌发生、发展的重要原因之一。表观遗传学的研究进展不仅有助于子宫内膜癌的早期诊断,对分子靶向治疗子宫内膜癌亦显示出良好的应用前景。     

辅助生殖技术对子代神经发育影响的研究进展

辅助生殖技术(assisted reproductive technology, ART)是近年来生殖医学领域的一项关键技术,为众多不孕不育夫妇提供了实现生育的可能。随着该技术的广泛应用, ART子代的近远期健康受到广泛关注。该文从人群和机制研究两方面综合评述了ART对子代神经发育(包括神经发育表现和神经发育障碍性疾病)的潜在影响。现有证据表明, ART子代早期神经发育表现落后与多胎、早产及低出生体重等因素相关性更强,尚无较强证据表明ART技术本身的直接影响,且随着儿童神经心理的快速发展, ART子代与自然妊娠子代的差异逐渐减小。此外,大量证据表明ART夫妇的不良生殖生育特征和产科不良结局可能是导致子代神经发育障碍性疾病风险增加的主要原因。但已有机制研究提出了ART诱导表观遗传紊乱的观点,表观遗传改变或与ART子代智力障碍、多动症、癫痫等神经发育障碍性疾病的发生有关。该文旨在为患者以及相关临床和科研工作者提供更为全面的相关知识,并持续推动该领域对ART安全性和技术优化的进一步思考。     

哺乳动物胚胎发生发育与表观遗传修饰

哺乳动物受精过程中染色体构象发生剧烈的变化.来自精子高度凝缩的染色质在卵母细胞胞质环境中解凝缩,与雌性染色质融合,发生基因组重编程共同构建合子基因组,激活胚胎基因组转录,获得发育的全能性,并进一步发育成完整的胚胎.表观遗传调节机制在这一过程中起重要作用,其中主要包括DNA甲基化、组蛋白甲基化、组蛋白乙酰化及组蛋白替代,这些修饰形式改变了染色体的空间构象以及与转录调节因子的结合模式,调控染色体的活性,进而调节胚胎的发生发育.     

基因组印记对个体发育及动物克隆的影响

介绍了印记基因对个体发育及动物克隆的深远影响。通过分析有关印记基因起源的几种不同假说,展现印记基因的作用方式与功能;探讨印记基因特殊的形成机制,有助于深入理解这一表观遗传修饰调节对动物个体发育和动物克隆的影响。印记基因对哺乳动物胎儿的发育具有十分重要的作用,对个体的生长与行为也有一定影响,特别是对胎盘发育极为重要。一旦表达失控就会导致多种疾病发生,大量证据表明许多肿瘤的发生都与其相应基因组印记丢失有关。在当前动物克隆研究中,克隆动物成活率低,具有大量表型异常及不同程度缺陷,而这些异常与许多印记基因表达失调导致的症状非常相似。因此,克隆动物的印记基因表达异常可能正是制约克隆效率提高的关键因素。     

植物表观遗传修饰与病原菌胁迫应答研究进展

真核生物基因表达受到染色质结构的调控,组蛋白与DNA的共价修饰构成表观遗传标签,并在植物胁迫应答如防御病原菌侵染过程中起重要作用.病原菌侵染可引起基因组整体DNA甲基化模式变化及胁迫应答基因的位点特异性去甲基化,导致植物抗性基因表达上调或下调,并进一步调控植物对病原菌的胁迫应答;组蛋白去乙酰化酶HDAC通过茉莉酸途径增强植物对病原菌的胁迫应答;此外,染色质重塑复合物Swr1复合体通过识别DNA基元和组蛋白乙酰化修饰状态靶向基因启动子,负调控SA敏感基因.该文从DNA甲基化、组蛋白乙酰化、甲基化修饰,染色质重塑等方面着重阐述植物与病原菌互作过程中发生的主要事件的分子基础及其研究进展.     

浅谈中枢性性早熟的发病机制

性早熟(precocious puberty,PP)是一种常见的儿科性发育异常疾病.其中,中枢性性早熟(central precocious puberty,CPP)是由于下丘脑-垂体-性腺(hypothalamic-pituitary-gonadal,HPG)轴提前激活,导致促性腺激素的激素释放提前且大量释放,使性腺...     

DNA甲基化及组蛋白修饰在精神分裂症中的改变

精神分裂症（schizophrellia）是一种严重的精神疾病,对双胞胎、家庭及认养的研究揭示,遗传与环境因素之间复杂的相互作用是精神分裂症的病因。表观遗传学（epigenetics）研究与基因序列变化无关的基因表达调控机制．为人们深入认识精神分裂症的病因提供了新的思路。表观遗传调控机制主要包括：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA三种方式。该文介绍前两种在精神分裂症发病机制中的作用。     

组蛋白修饰在卵母细胞发育中功能和调控机制的研究进展

组蛋白修饰作为表观遗传调控网络的重要组成部分,其主要的修饰类型包括乙酰化、甲基化、磷酸化等,在卵母细胞减数分裂过程中呈现动态变化.在卵母细胞发育过程中,表观遗传调控因子涉及的乙酰化、甲基化维持、磷酸化和组蛋白置换调控着卵母细胞减数分裂过程中基因的表达、纺锤体的组装、染色体的排列和基因组的稳定性,确保了卵母细胞减数分裂的...     

鼻咽癌的表观遗传学研究进展

表观遗传学是功能基因组学的重要组成部分,它实际上是研究理化、生物等环境因素以及饮食习惯等对遗传因素的作用,并由这一作用引起DNA序列以外的遗传物质改变.鼻咽癌是我国南方常见恶性肿瘤,具有明显的家族聚集倾向,存在基因组不稳定性,易受理化、生物等环境因素的影响,是多基因遗传性肿瘤.鼻咽癌这种独特病因体系提示:鼻咽癌是研究肿瘤表观遗传修饰的最佳模型之一.主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重构和非编码RNA的调控4方面对鼻咽癌表观遗传学研究进展进行综述并针对性地提出了一些新的建议,目的是为进一步探究鼻咽癌表观遗传学发病机制,更好地全面理解鼻咽癌的病因发病机制网络体系,寻找鼻咽癌高危易感人群的筛查、早期诊断、治疗、预后判断的表观遗传修饰分子标志物开辟新的前景.     

表观遗传修饰在学习记忆中的研究进展

学习记忆是大脑的重要功能.记忆的形成涉及基因转录、新蛋白质合成和突触可塑性改变等一系列分子和细胞乃至神经环路的变化.近些年研究者逐渐发现各种表观遗传修饰,包括DNA甲基化、组蛋白修饰及RNA修饰在各种学习记忆类型、记忆阶段和突触可塑性中发挥了不同程度的作用.本文阐述了参与学习记忆的不同表观遗传调控因子,为进一步理解学习...     

组蛋白甲基化修饰与早期胚胎发育及相关疾病的研究进展

早期胚胎发育受到表观遗传的多重级联调控.组蛋白修饰是表观遗传调控的重要组成部分,组蛋白翻译后修饰通过影响组蛋白与DNA结合的紧密程度,调控染色质状态与基因表达,参与了胚胎发育及相关疾病发生的过程.在早期胚胎发育过程中,组蛋白甲基化修饰H3K4me3, H3K27me3与H3K9me3通过协调染色质的开放与关闭参与调控发育相关基因的表达,沉默逆转录转座子以及参与经典与非经典的印记调控.早期胚胎阶段作为表观遗传重编程的关键时间窗口,在此阶段组蛋白修饰酶的表达与组蛋白修饰容易受到不良环境的影响,导致胚胎期及子代多种疾病的发生.本文详细地对组蛋白H3K4me3, H3K27me3, H3K9me3修饰在早期胚胎发育与疾病发生中的作用与功能进行了综述,为今后表观遗传学在早期胚胎发育相关疾病的干预治疗提供理论基础.     

基于ChIP-seq的差异组蛋白修饰区域的筛选

组蛋白修饰是在基因组水平上起到重要调控作用的表观遗传修饰,随着ChIP-Seq的广泛使用,高通量数据的积累,为从全基因组研究组蛋白修饰模式奠定了基础。但目前缺乏在多样本间筛选疾病相关的调控区域的方法,因而本文开发了一种多细胞系的差异筛选算法来识别差异组蛋白修饰区域。本文通过窗口移动法来估计组蛋白修饰水平,并根据信息熵理论定量各个细胞系之间的差异。基于随机背景来确定差异显著性阈值。利用此算法来筛选人类全基因组9个细胞系间H3K4me3差异的区域,结果显示这些区域显著富集在基因启动子上和其他重要的染色质状态上,且与先前人们发现的活性启动子染色质状态显著重叠。通过文献挖掘进一步证实了与白血病相关的基因组标记。这些结果表明基于熵的策略可有效地挖掘多细胞系间以及与疾病相关的差异组蛋白修饰。     

细胞自噬发生的表观遗传调节

细胞自噬是一种进化上保守的, 通过吞噬降解自身大分子物质或细胞器来维持细胞生存的活动。自噬与多种生命活动息息相关, 其功能的紊乱往往会导致肿瘤发生、神经退行性疾病、微生物感染等疾病。研究表明, 表观遗传修饰可以调控细胞自噬的发生, 并在细胞自噬的生物学功能调节过程中发挥重要作用, 但具体调控机制尚需进一步探究。文章综述了细胞自噬发生过程中存在的表观遗传效应, 包括组蛋白乙酰化对细胞自噬激活或抑制的负反馈调控, 通过DNA甲基化调节自噬相关基因活性来影响细胞自噬的发生, miRNA通过靶向调节自噬相关基因表达来影响组蛋白修饰, 从而调控细胞自噬的发生及作用过程等, 旨在为人们进一步研究细胞自噬发生过程中的表观遗传修饰及其机制提供信息依据。     

RNA表观修饰在卵子发生调控中的研究进展

卵子发生是生殖发育中的重要过程,涉及卵母细胞的发育和成熟,对雌性生殖健康和种群遗传多样性具有重要影响。卵子发生涉及复杂而精准的基因调控过程。核糖核酸(ribonucleic acid, RNA)修饰是在RNA分子中添加化学修饰基团的过程,通过该修饰能够调控RNA的功能和稳定性, RNA修饰在生殖及发育生物学中起着关键的作用。该综述将对近期关于RNA修饰与卵子发生的研究进展进行综述和展望,重点阐述RNA修饰调节信使核糖核酸(messenger RNA, mRNA)转录翻译过程、染色质开放水平、组蛋白修饰以及可变剪切等的机制,及其对卵子发生及胚胎发育过程的影响,以完善RNA表观修饰调控生殖发育的理论研究。