第六章 表观遗传学
NIH-National Institutes of Health(美国)
Epigenetic changes have been associated with disease, but further progress requires the development of better methods to detect the modifications and a clearer understanding of factors that drive these changes. 192 million USD for 5 years ( 2008 to 2012)
获得性遗传( Inheritance
of acquired characteristics)
Jean-Baptiste Lamarck
(1744-1829)
问题 环境的作用能否改变个体的遗传 特性,并传递给下一代?
这种被称为“拉马克学说”(Lamarckism) 的观点一直被正统的生物学家拒之门外。
AHEAD(人类表观基因组与疾病联合会) (Alliance for the Human Epigenome and Disease)计划.
The international AHEAD scientific committee will discuss the issue of the global collaborative efforts in light of the recent launch of NIH routemap Epigenetics program
effect variegation (PEV) —— 第一种表观遗
传学现象。 1942年,Waddington提出现代Epigenetics的
概念,认为基因型通过一些“偶然的、不确定
的机制”决定了不同的表型。 1958年,R.A.Brink发现paramutation现象。 1961年,Mary Lyon发现X染色体失活现象。 1983年,DNA甲基化的发现。
三、人类表观遗传学及表观基因组研究
人类基因组:~22,000个基因vs. 100,000个蛋白 质—可变剪切(Alternative Splicing)
全球最大表观遗传学项目启动
2010/09/07 南都讯 记者刘凡 通讯员王静思 昨日,深圳华大基因 研究院与伦敦国王学院的知名双胞胎研究团队TwinsUK共 同发起一项专门针对双胞胎的遗传学项目———Epitwin。 该项目为目前全球最大的表观遗传学项目,将对全球5000 对双胞胎进行深入研究。 据介绍,这个项目计划对双胞胎中的基因进行分别研 究,并且在同卵双胞胎间进行比较。与以往研究不同的是, 此次研究不是寻找相似之处,而是寻找那些能够解释为什么 同卵双胞胎不得同样疾病的差异。这个项目首先将以肥胖、 糖尿病、过敏反应、心脏病、骨质疏松症和长寿等为主要研 究对象,但研究方法可应用于各种常见性状和疾病。
一种结论:个体在发育和生长过程中获得的环境 影响,被遗传给了后代。 什么决定基因?大自然(环境)如此丰富多彩、如 此变化不停,很难想象,对于一个开放的复杂生 命系统,不会打上它的烙印。
人类同卵双生的孪生子: 具有完全相同的基因组,在同样的环境下成长, 俩人的气质和体质应该非常相似。 实际情形: 一些孪生子的情况并不符合预期的理论。往往在 长大成人后出现性格、健康方面的很大差异。这 种反常现象长期困扰着遗传学家。 现在科学家们发现:可以在不影响DNA序列的情况 下改变基因组的修饰.这种改变不仅可以影响个 体的发育,而且还可以遗传下去。
人类表观基因组和疾病联合会 于2003 年10月正式宣布开始 投资和实施旨在解析人类全基 因组中表观遗传信息及其与疾 病状态相关的特定表观遗传修 饰的人类表观基因组计划 (Human Epigenome Project , HEP) 。 HEP 的提出和实施,标志着与 人类发育和肿瘤疾病密切相关 的表观遗传学(epigenetic) 和 表 观 基 因 组 (epigenome) 研 究跨上了一个新的台阶。
Science 7 April 2000:Vol. 288. no. 5463, p. 38
Was Lamarck Just a Little Bit Right?
Michael Balter
Although Jean-Baptiste Lamarck is remembered mostly for the discredited theory that acquired traits can be passed down to offspring, new findings in the field of epigenetics, the study of changes in genetic expression that are not linked to alterations in DNA sequences, are returning his name to the scientific literature. Although these new findings do not support Lamarck's overall concept, they raise the possibility that "epimutations," as they are called, could play a role in evolution.
表观遗传学
概念: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学分支学科。 Epigenetics is the study of stable genetic modifications that result in changes in gene expression and function without a corresponding alteration in DNA sequence.
第六章 表观遗传学 (epigenetics )
x骡子更象谁?x来自马骡驴骡表观遗传学
主要内容:
第一节 表观遗传概述 第二节 表观遗传调控机制 第三节 表观遗传研究的应用
第一节 表观遗传概述
一、表观遗传现象
分子生物学的中心法则
( ent ral dogm a )
碱基序列(基因)决定性状,序列改变,引起性状的改变。
Epigenetics comes of age
“The major problem, I think, is chromatin… you can inherit something beyond the DNA sequence. That’s where the real excitement of genetics is now” (Watson, 2003).
12.5 M euro 2004-2009
表观基因组
The epigenome is a catalog of the epigenetic modifications that occur in the genome.
表观遗传学
特征:
可遗传;
可逆性;
DNA不变
基因表达模式
相同的基因型
不同的表型
一个多细胞生物机体的不同类型细胞
影响基因表达的遗传变异因素 基因突变(错义突变)
基因缺失/倍增
染色体结构及数目变异
问题: 基因表达的变化(或性状的变化)一定是 DNA序列变异的结果吗?
BUT…
“Some authors use the term “variation” in a technical sense, as implying a modification directly due to the physical conditions of life; and “variations” in this sense are supposed not to be inherited; but who can say that the dwarfed condition of shells in the brackish waters of the Baltic, or dwarfed plants on Alpine summits, or the thicker fur of an animal from far northwards, would not in some cases be inherited for at least a few generations (Darwin, 1859)?” Lamarck was the first man whose conclusions on the subject excited much attention. This justly celebrated naturalist first published his views in 1801. . . he first did the eminent service of arousing attention to the probability of all changes in the organic, as well as in the inorganic world, being the result of law, and not of miraculous interposition.( Darwin, 1861)
Paramutation
原因一:染色体发生交联,使得等位基因受到 影响;
Paramutation
原因二 :RNA参与调控
X-chromosome inactivation
雌性的一条X染色体完全失去活性
X染色体失活
Copy Cat
Allie Rainbow