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《第八章——表觀遺傳學(xué)與癌癥》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、表觀遺傳學(xué)第八章表觀遺傳學(xué)與癌癥經(jīng)典遺傳學(xué)vs.表觀遺傳學(xué)1.經(jīng)典的遺傳學(xué)不能完全的解釋生物表型的多樣性同卵的雙胞胎:表型存在差異克隆的動物:相同基因的表達不同2.1939年,C.H.Waddington提出表觀遺傳學(xué)的概念,“thecausalinteractionsbetweengenesandtheirproducts,whichbringthephenotypeintobeing”3.表觀遺傳學(xué):不改變DNA序列的變化,產(chǎn)生可遺傳的基因表達的改變癌癥表觀遺傳學(xué)中的里程碑性事件正常細(xì)胞vs.癌癥DNA甲基化1.最常見的表觀遺傳標(biāo)記2.在人的
2、腫瘤中,發(fā)生整體性的低DNA甲基化3.許多腫瘤抑制因子發(fā)生過甲基化4.腫瘤中DNA甲基化抑制miRNA的表達5.染色質(zhì)網(wǎng)絡(luò):組蛋白修飾,DNA甲基化,在癌癥中將被破壞6.研究DNA甲基化:亞硫酸鹽修飾(sodiumbisulfitemodification)+PCR技術(shù)7.表觀遺傳組學(xué)計劃(Epigenome)組蛋白的修飾染色質(zhì)網(wǎng)絡(luò)修飾依賴的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用組蛋白不同的修飾能夠招募包含特定結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)組蛋白修飾之間的關(guān)系1.組蛋白H3K27的乙?;龠MH3K17的甲基化;2.H3K9的甲基化與H3S10的磷酸化之間存在競爭關(guān)系;…組蛋白修
3、飾的功能1.H3K4的甲基化招募NURF促使染色質(zhì)重塑,使得轉(zhuǎn)錄活化;2.H4K20的甲基化與H2A的磷酸化招募Crb2,負(fù)責(zé)G2/M的阻斷及DNA修復(fù)3.H3K4的甲基化招募乙酰轉(zhuǎn)移酶,進一步乙酰化H4,使得染色質(zhì)構(gòu)象打開Epigenome1.對25種腦部腫瘤分析,灰色:刪除;黃色:插入;橙色:獲得并且被甲基化;紅色:刪除并且甲基化;淺藍:部分甲基化;深藍:雙等位基因甲基化正常細(xì)胞中的表觀遺傳特征1.在人中,DNA甲基化通常發(fā)生在-CG-序列上(CpG);2.富含CpG的區(qū)域稱為CpG島,這些區(qū)域通常定位于基因的5’端非編碼、調(diào)控區(qū)域;3.Cp
4、G島通常不發(fā)生甲基化修飾,4.有些基因啟動子的CpG島可以發(fā)生甲基化A.組織表達特異性基因的調(diào)控,MASPIN(血清蛋白酶抑制劑家族的成員)B.生殖系基因,MAGE,在幾乎所有的組織中沉默,而在惡性腫瘤中表達DNA甲基化模式:正常細(xì)胞vs.癌癥1.正常細(xì)胞中,人類CpG發(fā)生甲基化,但是啟動子區(qū)域的CpG島不發(fā)生甲基化修飾DNA甲基化模式:正常細(xì)胞vs.癌癥DNA甲基化模式1.人類體細(xì)胞的16,000個啟動子區(qū)域2.在體細(xì)胞中,CpG豐度低的啟動子過甲基化,可能不影響其活性3.在體細(xì)胞中,CpG島的啟動子通常不被甲基化,即使基因不表達4.在體細(xì)胞中
5、,生殖系特異性的基因多數(shù)被甲基化5.CpG島的啟動子,失活并且不被甲基化的區(qū)域,H3K9的雙甲基化程度高——阻止DNA甲基化MASPIN1.maspin/SERPINB52.airway:氣管;mammary:乳腺;keratinocyte:角化細(xì)胞;prostate:前列腺MASPIN的甲基化MASPIN的組蛋白修飾1.MASPIN的乙?;揎?,具有組織特異性正常細(xì)胞中的表觀遺傳特征1.基因組印記需要等位基因之一被過甲基化,以保證單等位表達2.X染色體失活3.基因組重復(fù)片段的過甲基化,阻止染色體的不穩(wěn)定性、遷移,以及由轉(zhuǎn)座子導(dǎo)致的基因破壞4.D
6、NMTs缺陷導(dǎo)致細(xì)胞不正常的DNA甲基化–染色體不穩(wěn)定性5.組蛋白修飾,調(diào)控基因的表達、DNA損傷修復(fù)等6.組蛋白密碼:A.組蛋白的乙?;c轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)B.H3K4甲基化與轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)C.H3K9,H3K27和H4K20的甲基化與轉(zhuǎn)錄沉默相關(guān)DNA甲基化與組蛋白修飾組蛋白密碼A.修飾結(jié)合蛋白質(zhì):組蛋白密碼的閱讀器B.組蛋白密碼的組合方式C.不同組蛋白的修飾組合起來發(fā)揮功能組蛋白密碼的擦除1.對于活化的基因,Ub將H3切斷,去除乙?;揎椀腘端,在HDAC的作用下,關(guān)閉基因2.對于沉默的基因,Ub直接降解組蛋白H3腫瘤中的DNA低甲基化1.在腫瘤細(xì)
7、胞中,整體的DNA的甲基化水平顯著降低2.去甲基化區(qū)域:重復(fù)片段;編碼區(qū)以及內(nèi)含子——產(chǎn)生可變剪切異構(gòu)體3.基因豐富低的區(qū)域發(fā)生顯著的去甲基化4.在腫瘤發(fā)育過程中,DNA甲基化程度的降低使得進一步損傷加劇,促進從良性擴增到惡性擴增的轉(zhuǎn)變甲基化模式的檢測方法1.Restrictionlandmarkgenomicscanning(RLGS):首先隨機打斷,NotI識別甲基化位點并特異性切斷,32P標(biāo)記末端,二維電泳分離,比較2.Amplificationofintermethylatedsites(AIMS):使用甲基化敏感的限制性酶處理DNA序列
8、,連接寡核苷酸特異性識別限制性酶處理后的末端,連接,PCR擴增,跑膠測序3.Differentialmethylationhybridi