表观遗传

2024-02-13

    表观遗传 :

表观遗传学修饰主要包括两大类:一类是基因选择性转录表达的调控,主要包括DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰、基因组印记、基因沉默、核仁显性及休眠转座子激活等;另一类为基因转录后的调控,主要包括基因组中非编码RNA、MicroRNA、反义RNA、内含子及核糖开关等。

表观遗传编码是通过改变DNA双链与组蛋白间的紧密度来调控基因转录表达的过程。表观遗传编码的生理作用是通过组蛋白修饰和DNA甲基化,调控细胞在适当的时间和空间位置表达适当的基因,从而控制细胞的增殖分化。表观遗传编码紊乱常常参与肿瘤细胞的发生。其中,DNA甲基化是指DNA序列中的腺嘌呤(A)或胞嘧啶(C)碱基在甲基化转移酶的催化下与甲基发生共价结合,可在细胞分裂过程中传递给子细胞的表观遗传现象。DNA的甲基化修饰主要发生在CpG岛(富含CpG双核苷酸的300~3000bp的DNA片段),40%的基因启动子区都含CpG岛。DNA甲基化是通过DNA甲基转移酶(DNMTs)将甲基从S-腺苷蛋氨酸转移到胞嘧啶的5位来完成的。

目前,DNA甲基化酶发现有3种,分别是DNMT1、DNMT3a和DNMT3b。DNMT1负责完成复制后新合成链的甲基化,来维持DNA的甲基化水平在胚胎和成体中均有表达,但不能起始甲基化。而DNMT3a和DNMT3b主要在胚胎和胚胎干细胞中有较高的活性,可以起始甲基化。

近几年,表观遗传学在心理疾患的研究中开始得到重视。精神分裂症的表观遗传学(DNA甲基化)研究表明,多个脑区的表观遗传变异与精神分裂症相关。而在使用DNA甲基化芯片对创伤后应激障碍进行的病例-对照研究中发现,免疫系统基因的甲基化可以影响创伤负担。这些研究都表明表观遗传学在心理疾患研究中是不可忽视的。