表观基因组计划获1.9亿美元资助

　　生物通报道：表观基因组学是后基因组时代的一个重要研究领域，主要研究DNA序列上的可遗传修饰，如甲基化和乙酰化等。美国卫生研究院（NIH）日前正式启动了它的表观基因组计划（Epigenome Project），该计划为期5年，资助经费1.9亿美元，主要目标是提高对环境在基因调节和疾病重作用的认识水平。该研究计划的经费来源于NIH的“路线图计划”（RoadMap Initiative）。 NIH的发言人表示，尽管表观基因还需要大量研究要做，但新技术的开发必不可少。他指出，人们需要不同细胞类型的全面地图、标准平台和精确定义，从而能够提升对表观遗传和表观基因组的了解水平。 表观基因组学将会建立在我们对人类基因组了解的基础之上，并且帮助我们更好地了解环境因素在调节保护我们健康或使我们更容易患病的基因中的作用。 与其他路线图（Roadmap）构成部分相同，表观基因组学计划将会由OPASI来调节，此外美国环境卫生研究院、药物滥用研究所、耳聋研究所和其他疾病研究机构都将参与管理。 NIH的发言人Krensky在一项声明中表示，尽管他们正在开始了解有关表观遗传的基本知识，这项计划预示着它们在人类健康和疾病中的用运价值。 OPASI希望与气体研究中心和研究人员合作开发一系列参考表观基因组图谱。这项研究计划将研究与衰老、发育和环境有关的表观遗传机制，而且研究人员将会开发用于分析单个细胞的新工具，并获得活组织中表观遗传活动情况的信息。NIH还希望与国际科学团体合作开发新工具和建立标准研究规则和平台。 另外，欧洲的生物学家于1999年成立“人类表观基因组联合研究体”，开始了表观基因组的研究。新的研究网络将使有关研究力量进一步整合和增强，并将得到欧盟1250万欧元的资助。 几十年来，DNA一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年新的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，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。这种在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学”。表观基因组学使人们对基因组的认识又增加了一个新视点：对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。 人类基因组大约含有23000个功能基因，细胞的生长需要这些功能基因在特定的时间条件下准确表达。真核细胞基因组和组蛋白紧密地包装在一起，形成一个个核小体，核小体是构成染色质的基本单位。基因的表达需要改变染色质的状态：染色质压缩程度高时基因沉默（即无转录活性），染色质压缩程度较低时基因表达（即有转录活性）。染色质这种动态的转换是靠DNA甲基化和组蛋白修饰可逆的调节的。这个表观遗传修饰过程涉到及几个酶，包括：DNA甲基转移酶(DNMTs)、组蛋白去乙酰化酶(HDACs)、组蛋白乙酰化酶、组蛋白甲基转移酶和甲基结构域结合蛋白MECP2。DNA和组蛋白正常表型的改变调节着功能基因的转录，最终导致临床出现相应的表现。 DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的作用下，以S-腺苷甲硫氨酸(SAM)为甲基供体，将甲基基团转移到胞嘧啶和鸟嘌呤(CpG)二核苷酸的胞嘧啶。CpG相对集中的区域称为CpG岛。CpG岛存在于组织特异基因或者管家基因。生理情况下，CpG 岛是非甲基化的。当CpGs异常甲基化会导致所在基因沉默，阻遏甲基化敏感蛋白与基因的结合，使基因很容易发生变异。组蛋白的修饰主要是乙酰化，组蛋白乙酰化是可逆的动态过程。染色质活性区域均有去甲基化DNA和高水平的乙酰化组蛋白，相反在染色质非活性区域，有甲基化DNA和高水平的去乙酰化组蛋白。因此，作为一个表观的标签，标示出该基因是沉默或表达。这种可逆的修饰使得基因表达可以受激素、饮食以及药物等外界因素的调控。 饮食、遗传基因多态性和环境中的化学物质的作用，均可导致DNA的甲基化状态改变。饮食中的蛋氨酸和叶酸是DNA甲基化甲基基团的供体。如果饮食中缺乏叶酸，蛋氨酸或硒元素，就会改变基因的甲基化状态，导致神经管畸形、癌症和动脉硬化。职业化学品、化石燃料排放、水污染和吸烟等环境污染，释放出有害物质如砷（砒霜）和多环芳烃（苯并芘）等，均可增加基因不稳定性和改变细胞物质代谢。每个人对环境和饮食因素的敏感性可因先天遗传的不同而不同。因此环境因素和个体遗传特性共同作用，决定了潜在的表观遗传疾病的危险性。（生物通雪花）