一、什么是表觀遺傳學(xué)？

所有多細(xì)胞生物（比如你我）在所有細(xì)胞類型的細(xì)胞核中都包含大致相同的DNA序列，但皮膚細(xì)胞可以與肝細(xì)胞和心肌細(xì)胞等特定細(xì)胞類型區(qū)分開來。建立這些特定細(xì)胞類型的機(jī)制最初被稱為“表觀遺傳”調(diào)控。

如今表觀遺傳，一般指的是可遺傳的組蛋白修飾和DNA甲基化,，而不改變基礎(chǔ)DNA序列卻能影響基因活動。表觀遺傳調(diào)控的領(lǐng)域已大幅擴(kuò)展,。

二,、表觀遺傳修飾的功能是什么？

所有這些不同標(biāo)記的最終功能是以協(xié)調(diào)的方式調(diào)控基因表達(dá),。研究現(xiàn)表明,，這些標(biāo)記作為一種分子機(jī)制，介導(dǎo)了環(huán)境對基因組的影響,，從胚胎發(fā)育開始。

在出生時和隨著年齡的增長,，DNA甲基化模式會隨著時間而變化,。最近的研究還發(fā)現(xiàn)，特定位點(diǎn)的甲基化水平可以用作預(yù)測一個人生物年齡的指標(biāo),。

三,、如何研究表觀遺傳變化？

最為詳盡的表觀遺傳標(biāo)記是DNA甲基化,。標(biāo)準(zhǔn)的測序方法不能直接用于分析DNA甲基化,，因?yàn)榧谆鶊F(tuán)共價地結(jié)合在胞嘧啶上（5-甲基胞嘧啶；5-mC）,。亞硫酸氫鹽轉(zhuǎn)化被認(rèn)為是識別5-mC變化的金標(biāo)準(zhǔn),。

這一化學(xué)過程去氨基化胞嘧啶，并將其轉(zhuǎn)化為尿嘧啶,，除非胞嘧啶堿基上存在甲基基團(tuán),。

另一方面，無亞硫酸氫鹽方法,，例如甲基化DNA免疫沉淀（MeDIP）,，利用針對5-mC的抗體從一組碎片化的基因組DNA中富集甲基化的DNA,。然后，可以將這種富集的分?jǐn)?shù)用于全基因組甲基化分析,。研究人員還可以通過使用相同的抗體針對5-mC,，并結(jié)合ELISA技術(shù)，以高通量方式定量各種樣本中的5-甲基胞嘧啶（5-mC）DNA,。

四,、如何分析染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化？

組蛋白修飾也是對核心組蛋白的共價修飾,，這些修飾也可能改變基因表達(dá),。在將蛋白質(zhì)交聯(lián)到DNA后，可以使用特異性抗體選擇性沉淀與蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA片段,，這一過程稱為染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）,。然后，富集的DNA片段可以通過下一代測序技術(shù)（ChIP-seq）進(jìn)行測序,，以獲得特定組蛋白修飾的全基因組譜,。ChIP-seq方法還可以用于分析轉(zhuǎn)錄因子和其他酶在基因組中的結(jié)合位點(diǎn)。

由于染色質(zhì)在“開放”配置下通常與基因表達(dá)相關(guān),，因此測量開放染色質(zhì)的存在或缺失的方法幫助我們理解表觀遺傳景觀中染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的重要性,。最chang用的染色質(zhì)可及性技術(shù)是ATAC-seq（轉(zhuǎn)座酶可及染色質(zhì)分析），該方法允許研究人員觀察DNA的可及性,。該強(qiáng)大方法利用了轉(zhuǎn)座酶只能將適配器序列插入到開放染色質(zhì)位點(diǎn)的事實(shí),。通過“更深”的測序覆蓋，也可以區(qū)分轉(zhuǎn)錄因子在本地染色質(zhì)中可能結(jié)合的du特結(jié)合位點(diǎn)或足跡,。

五,、表觀遺傳學(xué)研究的下一步是什么？

結(jié)合以上所有方法與RNA測序,，現(xiàn)在可以使用“多組學(xué)”方法直接測量表觀遺傳變化的影響,。這些方法在單細(xì)胞中的應(yīng)用則更加強(qiáng)大。隨著測序能力的迅速提升和成本的大幅降低,，單細(xì)胞表觀基因組學(xué)的興趣急劇上升,，以生成特定細(xì)胞類型的圖譜。

例如,，對小鼠肝細(xì)胞進(jìn)行的全基因組亞硫酸氫鹽測序（WGBS）揭示了肝組織內(nèi)部出乎意料的高水平異質(zhì)性,。隨著測序價格的持續(xù)下降和新方法的開發(fā)，更多令人興奮的表觀遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)即將到來,。

六,、Zymo表觀遺傳學(xué)產(chǎn)品

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