表觀遺傳學如何入門?

2020-12-04 騰訊網

表觀遺傳學（epigenetics）是20世紀80年代興起的一門生物學科，在最近這十來年裡更是熱門，未來前景一片光明。所謂表觀遺傳，又稱表徵遺傳或擬遺傳、外遺傳以及後遺傳。這門學問主要研究的是在不改變基因序列的前提下，那些引發基因表達（開啟與關閉）或細胞表現型變化的遺傳機制。舉個例子，同卵雙胞胎中，如果其中一人患有精神分裂症，那麼另一個患上此病的可能性會非常高，接近百分之百。可是，為什麼不是完全的100%呢？答案就在表觀遺傳學意義上的差異——一些迄今仍未完全掌握的環境因素通過DNA甲基化或組蛋白乙醯化的方式，使兩個在基因上完全一樣的雙胞胎出現了區別。這就是表觀遺傳學的精髓，它能解釋一些與達爾文和孟德爾學說為基礎的經典遺傳學無法解釋的遺傳現象。

說起來不複雜，但是我認為，要想入門表觀遺傳學，首先要對生物學，包括經典的遺傳學有一定的知識儲備才能夠進入。其中一個顯著的理由就是，表觀遺傳學不是對經典遺傳學的顛覆，而是對後者的一種補充和修正。如果我們連什麼是DNA、RNA、細胞、細胞質、線粒體、複製、轉譯、克隆、甲基化、乙醯化等基本的知識都不懂，就談不上任何表觀遺傳學的學習。不能忽視表觀遺傳學的意義，但誇大它的意義也是錯的。

至於表觀遺傳學的書籍，我推薦讀者先看看《表觀遺傳學的現狀與未來》之類的概括性書籍，然後再讀《表觀遺傳學手冊》之類的書。不要被花裡胡哨的運用研究迷惑，加強基礎理論的學習。

當然，如果不求精進，只是想了解一下表觀遺傳學的基本知識，我推薦《遺傳的革命》一書。這本書在前幾章基本講清了表觀遺傳學的意義。但是隨後的內容，卻不是普通讀者能夠簡單把握的，還是那句話，沒有生物學的基礎，學不好表觀遺傳學。

相關焦點

  • 表觀遺傳學:後基因組時代的領舞者
    參加此次雙清論壇的專家之一，清華大學醫學院表觀遺傳學與癌症研究所、教育部長江學者特聘教授孫方霖接受了《科學時報》的專訪，首次通過媒體介紹了表觀遺傳學研究在國內外的現狀和該學科令人激動的無限前景。    《科學時報》：表觀遺傳學作為生命科學研究中一個比較新的研究領域，它的概念和研究範疇應該如何界定？
  • 《自然》專題:表觀遺傳學
    這就是表觀遺傳學（epigenetics），表觀遺傳學又稱為實驗遺傳學、化學遺傳學、特異性遺傳學、後遺傳學、表遺傳學和基因外調節系統，它是生命科學中一個普遍而又十分重要的新的研究領域。它不僅對基因表達、調控、遺傳有重要作用，而且在腫瘤、免疫等許多疾病的發生和防治中亦具有十分重要的意義。它是生命科學中近年來的一個突出進展，具有十分廣泛深刻研究和應用前景。
  • Nature:表觀遺傳學進展將遺傳學、環境與疾病聯繫了起來!
    谷 君 說 21世紀，表觀遺傳學的研究得到了快速發展，同時其產生了讓研究人員感興趣和憧憬的東西，當然了，這其中也存在一些大肆宣傳的成分，本文中，我們回顧了表觀遺傳學在過去幾十年裡是如何演變的，同時分析了近年來改變科學家們對生物學理解的一些研究進展；我們討論了表觀遺傳學和DNA序列改變之間的相互作用
  • 科學網—表觀遺傳學:承續的魅力
    這些經典遺傳學無法解釋的現象，表觀遺傳學有望部分揭示。 2009年，西班牙和美國的科學家在全基因組水平分析了一對同卵雙胞胎的基因組：他們一方正常，一方患有紅斑狼瘡。 研究人員發現，雖為同卵雙胞胎，但雙方個體對遺傳信息的「表觀修飾」存在大量差異——DNA甲基化水平不同。 事實上，很多例子證明了「表觀修飾」的存在。
  • 醫藥界新寵:表觀遺傳學藥物
    作者：葉楓紅表觀遺傳學藥物是近年來醫藥界崛起的一個新領域。表觀遺傳在上世紀50年代由英國發育生物學家Conrad Waddington提出，用於描述在發育過程中，基因與環境間的相互作用，從而調控並決定組織器官的最終命運。表觀遺傳學主要研究基因的核苷酸序列不發生改變的情況下，基因表達的可遺傳的變化。
  • Nature創刊150周年—表觀遺傳學進展將遺傳學、環境與疾病聯繫了...
    21世紀，表觀遺傳學的研究得到了快速發展，同時其產生了讓研究人員感興趣和憧憬的東西，當然了，這其中也存在一些大肆宣傳的成分，本文中，我們回顧了表觀遺傳學在過去幾十年裡是如何演變的，同時分析了近年來改變科學家們對生物學理解的一些研究進展；我們討論了表觀遺傳學和DNA序列改變之間的相互作用，以及表觀遺傳學對細胞記憶和可塑性的影響，同時我們還考慮了環境以及代際和跨代表觀遺傳學對生物學
  • 科學家成功追蹤癌症的表觀遺傳學進化機制
    這項最新研究中，研究人員對慢性淋巴細胞白血病（CLL）患者進行研究，繪製出了患者機體中數千個癌變細胞中的一套表觀遺傳學標記（表觀基因組），這種緩慢的進行性惡性腫瘤影響著B細胞的功能，研究者分析了龐大的表觀基因組數據來闡明在表觀遺傳學水平下患者機體癌症的進化及進展，以及患者如何對藥物依魯替尼的標準療法產生反應。
  • 抵禦環境汙染的表觀遺傳學飲食
    近期發表在Clinical Epigenetics的一項綜述研究顯示，來自阿拉巴馬大學伯明罕分校的一個研究小組發現了「表觀遺傳學飲食」有助於防止在子宮內和出生後暴露於環境汙染所帶來的不利影響。 原文作者：Dr. Shizhao Li, Dr. Yuanyuan (Rose) Li & Dr.
  • 表觀遺傳學與人類疾病
    表觀遺傳學的迅速發展，在分子水平上揭示了複雜的遺傳現象，為解開生命奧秘及徵服疾病帶來了希望。根據表觀遺傳的機制，目前人類已經發現部分疾病的發生與表觀遺傳密不可分。癌症是由基因突變和基因的表觀遺傳改變而引起的，在導致癌基因的表達改變而致癌的6種可能機制中，有3種機制與DNA甲基化直接相關。正常的DNA甲基化模式如果被破壞(如基因啟動子區域的甲基化程度過高或過低)都會導致細胞的癌變。
  • 表觀遺傳學在同性戀形成中的作用
    在解釋為什麼會出現同性戀這一長期令人困擾的問題上，表觀遺傳學———基因表達是如何被臨時變化所管控的，或曰表觀印記———可能是一個很關鍵但又被忽略的因素。據今天公布在《生物學評論季刊》網站上的一項研究顯示，特定性別的表觀印記通常不會從上一代傳給下一代，而是會被「清除」，但如果它們逃脫被「清除」的命運，並從父親傳給女兒或者從母親傳給兒子，就可能會導致同性戀。儘管無數研究試圖尋找同性戀中的基因聯繫，但並沒有發現導致同性戀的主要基因。
  • Elife:機器學習與表觀遺傳學藥物發現
    近日，Sanford Burnham Prebys醫學發現研究所的科學家開發了一種機器學習算法，可以從顯微鏡圖像中收集信息，從而可以進行高通量表觀遺傳藥物篩選，從而可以開闢針對癌症，心臟病，精神疾病等的新療法。該研究結果發表在最近的《eLife》雜誌上。文章作者，副教授Alexey Terskikh博士說：「為了識別誘導表觀遺傳學作用的藥物，科學家需要篩選數十萬種潛在化合物。
  • Nat Rev:表觀遺傳學,生命歷程及代謝疾病
    2011年，Sandovici等報導大鼠產婦的飲食是如何影響後代的胰島β細胞HNF-4α基因位點的表觀遺傳學調節的。研究人員發現，低蛋白飲食的大鼠產婦導致後代胰島Hnf4a基因的低表達。分子機制水平上，此低表達被部分歸因於Hnf4a基因增強子區域組蛋白修飾，其導致染色質環的變化，最終增強子區域和特定的啟動子區域之間的相互作用被削弱。
  • 表觀遺傳學標記與男性同性戀有關
    為找到能將基因與環境聯繫起來的因素，加州大學洛杉磯分校（UCLA）的遺傳學家埃裡克•維蘭（Eric Vilain）及同事將目光投向了表觀遺傳學標記——會影響基因表達方式，但不影響基因攜帶的信息的DNA化學變化。這些表觀遺傳學標記可以被遺傳，但也能被環境因素（如吸菸）所改變，而這些標記並不總是被同卵雙胞胎所共享。
  • 基金委表觀遺傳學學術研討會10月召開
    表觀遺傳學是當今生命科學研究的熱點領域，其研究將加深對發育、疾病、植物抗逆及雜種優勢等許多重要生命現象的認識。為了研討當今表觀遺傳學研究的現狀和趨勢，了解我國表觀遺傳研究的狀況，探討我國表觀遺傳學研究的發展，國家自然科學基金委員會生命科學部擬定於2007年10月27-29日在山東省煙臺市召開表觀遺傳學學術研討會。
  • 表觀遺傳學告訴你
    答案就在表觀遺傳學。表觀遺傳學在進入表觀遺傳學之前，我們先要了解下什麼是DNA？DNA是脫氧核糖核酸的縮寫，是生物細胞內含有的四種生物大分子之一核酸的一種，它蘊含傳給下一代人的信息，即使改變其順序的微小部分也會產生嚴重後果。
  • 表觀遺傳學臨床試驗和標誌物研究一覽
    2014年8月11日訊 /生物谷BIOON/--近年來表觀遺傳學的重要性已越來越得到生命科學界的廣泛認同，其相關研究已成為生命科學的前沿領域。表觀遺傳學的理念和技術正呈迅速發展的態勢，預計未來十幾年內，隨著研究力度的不斷加強，在理論創新上將取得一些關鍵性的突破，帶動生命科學的下一輪重大發展。
  • Nature綜述:幹細胞功能的表觀遺傳學調控
    不同細胞的分化程序由轉錄和表觀遺傳學調控保駕護航。不過，人們還不了解表觀遺傳學調控在發育完成之後對組織內穩態做出的貢獻。       Nature Reviews Molecular Cell Biology雜誌七月十三日發表了題為「Epigenetic control of adult stem cell function」的綜述文章。
  • 抵禦環境汙染的表觀遺傳學飲食 | Clinical Epigenetics
    Tollefsbol 發表時間：2019/03/16 DOI：10.1186/s13148-019-0659-4 微信連結：https://mp.weixin.qq.com/s/MDJue4BMN3_8p3oy-zkDLA 早期營養雖然不能夠改變DNA，但是它可以通過調節基因表達顯著地影響發育。
  • 表觀遺傳學變化促使細胞產生「永久性」癌變
    表觀遺傳學改變是癌症的標誌，但到目前為止，還不知道這些改變是否足以使健康細胞產生癌變。 使用CRISPR-dCas9表觀遺傳學編輯工具，研究人員將健康乳腺細胞中的不同基因甲基化，發現這些變化足以導致細胞發生「過度增殖」，而異常快速的細胞分裂正是腫瘤發生的早期階段。
  • 為了戒菸,我決定跟你聊聊表觀遺傳學
    關於吸菸對健康造成的影響大眾已經耳熟能詳，今天我們來分享一下與吸菸相關的遺傳學冷知識。熱點全基因組表觀遺傳學關聯研究EWAS表觀遺傳學的關聯研究是對不同個體中可量化的表觀遺傳學標記（如DNA甲基化）進行全基因組範圍的分析，並得到表觀遺傳學變化與特定可識別表型/性狀之間的關聯。