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2012技术展望之表观遗传学

来源:生物通
摘要:无疑,探索表观基因组的工具正在不断扩展,为我们的表观遗传学研究助力。2011年,表观遗传学在飞速发展,从染色质分析到整体的甲基化模式。2012年,探索表观遗传学的工具会如何发展,现在就让我们来大胆展望一下吧。近年来,染色质构象捕获(chromatinconformationcapture,3C)及更高通量的衍生技术4C、5C的出现,有助于......

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单分子测序的出现,让DNA甲基化的直接检测成为可能;随着第7、8种碱基的出现,新抗体也应运而生。无疑,探索表观基因组的工具正在不断扩展,为我们的表观遗传学研究助力。2011年,表观遗传学在飞速发展,从染色质分析到整体的甲基化模式;2012年,探索表观遗传学的工具会如何发展,现在就让我们来大胆展望一下吧。

近年来,染色质构象捕获(chromatin  conformation  capture,  3C)及更高通量的衍生技术4C、5C的出现,有助于研究人员阐明染色质的复杂结构。这些技术提供了长距离的染色质相互作用,但不能扩展到整个染色质相互反应组。之后,马萨诸塞大学的Job  Dekker开发出了HiC,将3C与新一代测序相结合,在全基因组范围内查看3D染色质相互作用。

尽管这些技术能提供染色质相互作用的全局视图,但在2012年,染色质捕获方法也许会有进一步的发展,分辨率更高,提供更为精细的染色质相互作用组图谱。如果这真的能实现,将有助于人们更深入地了解基因调控和人类疾病。

针对第6种碱基5-hmC,市场上已有不少产品,能协助研究人员定量并分析其基因组分布。而在2011年,第7种和第8种DNA碱基也被找到:5-甲酰基胞嘧啶(5-formylcytosine),5-羧基胞嘧啶(5-carboxylcytosine)。如今,特异检测这两种碱基的抗体已经上市,预计今年会有更多产品陆续出炉。

目前市场上还有一些抗体,能靶定特异的表观遗传修饰,如组蛋白修饰,然而,这些抗体的特异性仍是一个关键问题。随着抗体制备技术的发展,以及替代性结合物(如适体)的出现,预计2012年将会有更多靶定表观遗传修饰的抗体出现,实现基础研究以及高通量的表观遗传筛查。

基因组与表观基因组的关联也是研究的热点。即使是同卵双胞胎,DNA甲基化的水平也有很大差异。关于双胞胎的DNA甲基化研究表明,基因组差异会影响表观基因组的差异。2011年10月,一个研究小组发现了一个SNP,它只影响了遗传自母体等位基因的DNA甲基化模式。这项研究将掀起新一轮探索表观遗传学改变机制的研究。

长链非编码RNA(lincRNA)起初被认为是基因组转录的“噪音”,是RNA聚合酶II转录的副产物,不具有生物学功能。而在2011年,多篇文章揭示了lincRNA的功能。Broad研究院的Mitchell  Guttman及其同事对胚胎干细胞中表达的长链非编码RNA(lincRNA)开展了RNAi研究,发现一些lincRNA的knockdown会影响细胞中的基因表达,进而影响干细胞的多能性和发育。

Guttman认为,在胚胎发育中,维持全能性的蛋白和促进分化的蛋白就像战士。它们各司其职,但需要一些东西来协调他们的行动。lincRNA则被认为是队长,带领不同蛋白,协同作战。

今年,非编码RNA的研究将更深入,涉及lincRNA的作用机理,以及其他的非编码RNA。具体会有哪些突破呢?让我们拭目以待吧。(生物通  薄荷)
作者: 2012-1-10
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