第10章基因组表观遗传 1)什么是表观遗传 2)表观遗传现象 3)表观遗传机制 位置效应 副突变 甲基化 基因组印记 染色质重建 剂量补偿
第10章 基因组表观遗传 1) 什么是表观遗传 2) 表观遗传现象 3) 表观遗传机制 位置效应 副突变 甲基化 基因组印记 染色质重建 剂量补偿
表观遗传学的例子(1) 1)细胞的分化是一种典型 的表观遗传学现象,如人 类眼睛细胞和肌肉细胞含 有相同的基因组,但基因 的表达差异很大 2)while a mutation in the axin gene called axin- fused produces mice with kinky tails(弯曲尾巴), the degree of kinkiness varies among genetically identical littermates(同一窝老鼠) figure)
表观遗传学的例子(1) 1) 1) 细胞的分化是一种典型 2) 的表观遗传学现象, 如人 3) 类眼睛细胞和肌肉细胞含 4) 有相同的基因组, 但基因 5) 的表达差异很大. 2) while a mutation in the axin gene called axinfused produces mice with kinky tails (弯曲尾巴), the degree of kinkiness varies among genetically identical littermates (同一窝老鼠)(Figure)
鳄鱼性别由孵化温度决定 扬子鳄卵在孵化温 度为285摄氏度 时,孵出的全部 为雌鳄;当气温在 335摄氏度到35摄 氏度时,孵出的全 为雄鳄;气温在30 摄氏度时,雌雄比 例相等。温度越 高,孵化出的雄性 幼鳄越多。这是典 型的表观遗传
鳄鱼性别由孵化温度决定 扬子鳄卵在孵化温 度为28.5 摄氏度 时，孵出的全部 为雌鳄；当气温在 33.5 摄氏度到35摄 氏度时，孵出的全 为雄鳄；气温在30 摄氏度时，雌雄比 例相等。温度越 高，孵化出的雄性 幼鳄越多。这是典 型的表观遗传
Epigenetics的历史 1)上世纪40年代, Waddington首创 “ epigenetics”一词,用以概括研究基因及其 产物如何转变为表现型的领域用现在的话说, 就是遗传信息如何转变为表型的过程 2)就词义而言,“epi”是“其上”(upon)或“超 越”(over)的意思.因此,在 epigenetics的定义 中, genetics只涉及基因的结构层次,而 epigenetics则涉及基因如何发挥其功能以及 基因之间的互作关系 3)在 Waddington的“ epigenetics”定义中, epigenetics的位置处于遗传学,发育和生态学 的交叉口
Epigenetics的历史 1) 上世纪40年代, Waddington首创 “epigenetics” 一词, 用以概括研究基因及其 产物如何转变为表现型的领域. 用现在的话说, 就是遗传信息如何转变为表型的过程. 2) 就词义而言, “epi”是“其上” (upon) 或“超 越” (over)的意思. 因此, 在epigenetics的定义 中, genetics只涉及基因的结构层次, 而 epigenetics则涉及基因如何发挥其功能以及 基因之间的互作关系. 3) 在Waddington的“epigenetics”定义中, epigenetics的位置处于遗传学, 发育和生态学 的交叉口
表观遗传的通俗解释 相同基因型的生物在不同的环境条件下表型有很 大的差别。同一种中药材在不同产地生长,其 药效相差甚远,这是环境影响基因表达的突出 例子。这种因环境影响而改变的基因表达模式 并不涉及基因型的变异,但可以重复出现,稳 定遗传,是一种典型的表观遗传现象。 同卵孪生子的表型趋异也是一种表观遗传.最近 的研究发现,随着年龄的增长同卵孪生子的表 型差异有扩大的趋势
表观遗传的通俗解释 相同基因型的生物在不同的环境条件下表型有很 大的差别。同一种中药材在不同产地生长，其 药效相差甚远，这是环境影响基因表达的突出 例子。这种因环境影响而改变的基因表达模式 并不涉及基因型的变异，但可以重复出现，稳 定遗传，是一种典型的表观遗传现象。 同卵孪生子的表型趋异也是一种表观遗传. 最近 的研究发现, 随着年龄的增长同卵孪生子的表 型差异有扩大的趋势
Epigenetics概念的变迁 1)1982年“ Dictionary of Biology”的定义: epigenetics系指 遗传因子与发育过程之间的互作,通过这种互作使基因 型转变为表型. 2)1992年,Ha在其所著的“ Evolutionary Developmental Biology”一书中,将 epigenetics定义为:在发育过程中遗 传因子和非遗传因子作用于细胞,选择性控制基因的表 达,并逐步增加表型复杂性的过程 3)1996年,在“ Epigentic Mechanisms of Gene Regulation” 书中将 epigenetics定义为:研究不涉及DNA顺序的改 变而发生的基因功能的差异,这种差异能通过有丝分裂 和减数分裂稳定传递 4)2001年 Science杂志对 epigenetics的定义为:研究不涉及 DNA顺序的变异但能通过有丝分裂和减数分裂遗传的基 因功能的变化
Epigenetics概念的变迁 1) 1982年“Dictionary of Biology”的定义: epigenetics系指 遗传因子与发育过程之间的互作, 通过这种互作使基因 型转变为表型. 2) 1992年, Hall在其所著的“Evolutionary Developmental Biology”一书中, 将epigenetics定义为: 在发育过程中遗 传因子和非遗传因子作用于细胞, 选择性控制基因的表 达, 并逐步增加表型复杂性的过程. 3) 1996年, 在“Epigentic Mechanisms of Gene Regulation” 一书中将epigenetics定义为: 研究不涉及DNA顺序的改 变而发生的基因功能的差异, 这种差异能通过有丝分裂 和减数分裂稳定传递. 4) 2001年Science杂志对epigenetics的定义为:研究不涉及 DNA顺序的变异但能通过有丝分裂和减数分裂遗传的基 因功能的变化
表观遗传学 表观遗传学( (epigenetics 研究在不改变DNA顺序的情况下基因表达 出现可遗传变化的分支学科.这种表达模式 的改变可通过有丝分裂和减数分裂传递给 子代细胞或个体.表观遗传学是功能基因组 学研究的重要领域 表观遗传是基因组程序化的一种表现形式
表观遗传学 表观遗传学(epigenetics): 研究在不改变DNA顺序的情况下基因表达 出现可遗传变化的分支学科. 这种表达模式 的改变可通过有丝分裂和减数分裂传递给 子代细胞或个体. 表观遗传学是功能基因组 学研究的重要领域. 表观遗传是基因组程序化的一种表现形式
表观遗传学的内容 广义的表观遗传( epigenetic)包括以下内容: 1)DNA的甲基化 2)位置效应 3)核小体和组蛋白的修饰(乙酰基化和甲基化) 4)RNAi( (siRNA和 mirNA) 5)染色质重建如X染色体的失活) 6)免疫组织细胞DNA的重排 7)基因组印记( genomic imprinting) 8)等位基因的副突变及同源抑制,颠换效应 9)朊蛋白( Prion)
表观遗传学的内容 广义的表观遗传(epigenetic) 包括以下内容: 1) DNA的甲基化 2) 位置效应 3) 核小体和组蛋白的修饰 (乙酰基化和甲基化) 4) RNAi (siRNA和miRNA) 5) 染色质重建 (如X-染色体的失活) 6) 免疫组织细胞DNA的重排 7) 基因组印记(genomic imprinting) 8) 等位基因的副突变及同源抑制，颠换效应 9) 朊蛋白 (Prion)
欧洲己启动 epigenone计划 In October 2000, the Human epigenome Consortium(the Sanger Institute Epigenomics AG, and the Centre national de genotypage in Evry, France)started a European Union funded pilot project to map the methylation sites within the major histocompatibility complex mic region in seven different human tissues 2000年10月,欧共体启动了一项探索计划:绘制人 类基因组7种不同组织细胞主要组织相容性复 合体(MH区甲基化位点图
欧洲已启动epigenome计划 In October 2000, the Human Epigenome Consortium (the Sanger Institute, Epigenomics AG, and the Centre National de Génotypage in Evry, France) started a European Unionfunded pilot project to map the methylation sites within the major histocompatibility complex (MHC) region in seven different human tissues. 2000年10月, 欧共体启动了一项探索计划: 绘制人 类基因组7种不同组织细胞主要组织相容性复 合体(MHC)区甲基化位点图
表观遗传一位置效应 1)位置效应是指由于基因变换了在染色体上的 位置而引起表型改变的现象。 )位置效应表明,基因的功能以及基因对生物 表型的影响可以在不改变遗传物质本身的顺 序组成情况下仅仅由于遗传物质在染色体上 的位置差别而发生变化。 3)位置效应实际上反映了基因组不同区域特定 染色质结构对基因施加的影响
表观遗传--位 置 效 应 1) 位置效应是指由于基因变换了在染色体上的 位置而引起表型改变的现象。 2) 位置效应表明, 基因的功能以及基因对生物 表型的影响可以在不改变遗传物质本身的顺 序组成情况下仅仅由于遗传物质在染色体上 的位置差别而发生变化。 3) 位置效应实际上反映了基因组不同区域特定 染色质结构对基因施加的影响