一，什麼(mó)是表觀遺傳學？

所有(yǒu)多細胞生(shēng)物(wù)（比如(rú)你(nǐ)我）在所有細胞類型(xíng)的(dí)細胞(bāo)核中都包含大(dà)致相(xiāng)同(tóng)的DNA序列(liè)
，但皮膚細胞(bāo)可(kě)以(yǐ)與(yǔ)肝(gān)細胞和心(xīn)肌(jī)細胞(bāo)等(děng)特定(dìng)細胞(bāo)類(lèi)型區分開(kāi)來(lái)。建(jiàn)立這(zhè)些(xiē)特(tè)定(dìng)細(xì)胞類(lèi)型的(dí)機製最初被稱(chēng)為“表(biǎo)觀(guān)遺(yí)傳(chuán)"調控。

如今表(biǎo)觀(guān)遺傳
，一般指的是可(kě)遺傳的組蛋白(bái)修(xiū)飾和DNA甲基化(huà)
，而(ér)不改變基(jī)礎(chǔ)DNA序(xù)列卻能影響基(jī)因(yīn)活動。表觀(guān)遺傳(chuán)調控(kòng)的領域已(yǐ)大幅(fú)擴展。

二，表(biǎo)觀遺傳(chuán)修飾(shì)的功能(néng)是什麼？

所有(yǒu)這(zhè)些(xiē)不同標(biāo)記的(dí)最(zuì)終(zhōng)功(gōng)能是(shì)以協(xié)調的(dí)方式調控基(jī)因(yīn)表達(dá)。研究(jiū)現表明(míng)
，這些(xiē)標(biāo)記作為一種分子機製
，介(jiè)導(dǎo)了(liǎo)環境對基因(yīn)組的影(yǐng)響(xiǎng)
，從(cóng)胚胎發育(yù)開始。

在出生時(shí)和隨(suí)著(zhuó)年齡的增長
，DNA甲(jiǎ)基(jī)化模式(shì)會(huì)隨著(zhuó)時間而變(biàn)化。最近的(dí)研究(jiū)還發(fā)現
，特定(dìng)位(wèi)點(diǎn)的甲基(jī)化水(shuǐ)平(píng)可以(yǐ)用(yòng)作(zuò)預測(cè)一個人生物(wù)年齡的指(zhǐ)標。

三(sān)，如(rú)何(hé)研(yán)究表觀遺傳(chuán)變化？

最為(wéi)詳盡的(dí)表觀遺傳(chuán)標記是DNA甲基(jī)化(huà)。標準的(dí)測序(xù)方(fāng)法(fǎ)不能直接用於(yú)分(fēn)析DNA甲基化
，因(yīn)為甲基基(jī)團(tuán)共(gòng)價地(dì)結合(hé)在胞嘧(mì)啶(dìng)上（5-甲(jiǎ)基胞嘧(mì)啶(dìng)；5-mC）。亞(yà)硫酸氫(qīng)鹽(yán)轉化被(bèi)認為是識(shí)別5-mC變(biàn)化的(dí)金(jīn)標準。

這(zhè)一化(huà)學(xué)過程(chéng)去(qù)氨基(jī)化(huà)胞嘧(mì)啶
，並(bìng)將(jiāng)其(qí)轉化為尿(niào)嘧啶(dìng)
，除非(fēi)胞嘧(mì)啶鹼(jiǎn)基上存在甲基(jī)基團(tuán)。

另一方麵
，無亞(yà)硫酸氫鹽方法
，例如甲(jiǎ)基化(huà)DNA免(miǎn)疫(yì)沉澱(diàn)（MeDIP）
，利(lì)用(yòng)針對(duì)5-mC的抗體從(cóng)一組碎片(piàn)化(huà)的(dí)基因組(zǔ)DNA中(zhōng)富集(jí)甲基化(huà)的(dí)DNA。然後
，可(kě)以(yǐ)將這種富集(jí)的分數用(yòng)於全基因組甲(jiǎ)基化(huà)分析(xī)。研究人員還(huán)可以(yǐ)通過使(shǐ)用(yòng)相(xiāng)同(tóng)的抗體(tǐ)針對5-mC
，並(bìng)結(jié)合ELISA技(jì)術(shù)
，以高通量方式(shì)定量各(gè)種樣本(běn)中的5-甲基(jī)胞(bāo)嘧(mì)啶（5-mC）DNA。

四(sì)，如(rú)何(hé)分析(xī)染(rǎn)色質結(jié)構(gòu)變(biàn)化(huà)？

組蛋白修飾也是對核心(xīn)組蛋白的(dí)共價修(xiū)飾(shì)
，這些(xiē)修飾也(yě)可(kě)能改變(biàn)基(jī)因表(biǎo)達。在將(jiāng)蛋白質(zhì)交(jiāo)聯到DNA後
，可以(yǐ)使(shǐ)用特異性(xìng)抗(kàng)體選擇性沉澱與蛋白質(zhì)結(jié)合的(dí)DNA片(piàn)段
，這一(yī)過(guò)程(chéng)稱為(wéi)染(rǎn)色質免(miǎn)疫(yì)沉澱（ChIP）。然(rán)後
，富集(jí)的DNA片段可以(yǐ)通過(guò)下(xià)一代測序(xù)技(jì)術(shù)（ChIP-seq）進行測序(xù)
，以獲(huò)得(dé)特定(dìng)組(zǔ)蛋(dàn)白修(xiū)飾的(dí)全基因組(zǔ)譜。ChIP-seq方法還(huán)可以(yǐ)用於分(fēn)析轉(zhuǎn)錄因(yīn)子和其他(tā)酶在基因組(zǔ)中(zhōng)的結合(hé)位(wèi)點(diǎn)。

由(yóu)於染(rǎn)色(sè)質(zhì)在(zài)“開(kāi)放"配置(zhì)下通常(cháng)與基因表(biǎo)達相關(guān)
，因此測量開放(fàng)染色質的(dí)存在或缺失的方法幫助(zhù)我(wǒ)們(mén)理解(jiě)表(biǎo)觀遺(yí)傳景(jǐng)觀(guān)中染(rǎn)色質結(jié)構變(biàn)化的重要性。最chang用的(dí)染色質(zhì)可及性(xìng)技術是ATAC-seq（轉(zhuǎn)座(zuò)酶可及(jí)染色質(zhì)分析）
，該方法(fǎ)允許研究人員(yuán)觀(guān)察(chá)DNA的可及性(xìng)。該(gāi)*方法利(lì)用(yòng)了轉座酶(méi)隻能將(jiāng)適(shì)配(pèi)器序列(liè)插入到開放染(rǎn)色質位點(diǎn)的(dí)事(shì)實。通過“更深"的(dí)測序(xù)覆蓋
，也可(kě)以(yǐ)區分(fēn)轉錄因(yīn)子在本(běn)地染色質中(zhōng)可(kě)能結合的(dí)du特結(jié)合位點或(huò)足跡。

五，表觀(guān)遺(yí)傳(chuán)學研(yán)究的(dí)下一步(bù)是(shì)什麼(mó)？

結合以上所有方法與RNA測序
，現在可(kě)以使(shǐ)用(yòng)“多組學(xué)"方(fāng)法直(zhí)接(jiē)測(cè)量(liáng)表(biǎo)觀遺(yí)傳變(biàn)化(huà)的影(yǐng)響。這些方法在(zài)單細胞(bāo)中的應用(yòng)則(zé)更加*。隨(suí)著測(cè)序(xù)能力(lì)的(dí)迅速(sù)提(tí)升和成本的大幅(fú)降低
，單細胞表(biǎo)觀(guān)基因(yīn)組(zǔ)學的興趣急(jí)劇(jù)上升
，以生成特定細胞類(lèi)型的(dí)圖譜。

例如(rú)
，對小(xiǎo)鼠(shǔ)肝細(xì)胞進(jìn)行的(dí)全基因組亞硫酸氫(qīng)鹽測(cè)序(xù)（WGBS）揭(jiē)示了肝(gān)組織(zhī)內(nèi)部出(chū)乎(hū)意(yì)料的(dí)高水(shuǐ)平(píng)異(yì)質性。隨著測序價格的持(chí)續(xù)下(xià)降(jiàng)和新方法的(dí)開(kāi)發
，更多(duō)令(líng)人興奮的表(biǎo)觀遺(yí)傳學發現即將到來。

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