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表观遗传学在临床:监控吸烟喝酒,深入了解肥胖[创新技巧]

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年2月20日 来源:生物通

摘要:

  表观遗传学研究的是不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传变化。它通过在染色体上添加化学标签,来实现基因的开启或关闭。如今,表观遗传学不仅限于科学研究,也开始在临床应用中崭露头角。

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表观遗传学研究的是不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传变化。它通过在染色体上添加化学标签,来实现基因的开启或关闭。如今,表观遗传学不仅限于科学研究,也开始在临床应用中崭露头角。

据Behavioral Diagnostics 的CEO Robert Philibert介绍,表观遗传学诊断中最有趣的应用在于研究DNA甲基化的改变。尽管目前已有多种方法来研究表观遗传“软件”对遗传“硬件”的修饰,但是监测DNA甲基化是最为容易的,因为有好几种方法可定量测定DNA甲基化的状态。其他的表观遗传改变则暂时无法做到。

目前,一些科学家正在研究生活方式对甲基化的影响,进而洞察它与疾病之间的关系。例如,波士顿大学医学院的小儿心脏病专家Michael Mendelson及其同事正利用芯片来比较体重指数(BMI)与人体DNA中40多万个CpG位点的甲基化之间的关系1。

他们的研究发现,83个CpG位点的甲基化与BMI指数存在关联,而一个CpG的变化与心脏病有关。研究团队的结论是:“BMI相关的DNA甲基化和基因表达有助于人们深入了解DNA甲基化、肥胖以及肥胖相关疾病之间的关联。”

随着科学家不断开发出更简单、更全面的方法来追踪DNA甲基化,临床研究人员也将找到更多的方法去使用结果。它未来的应用包括疾病的诊断和治疗。

测定甲基化

特定位点上的DNA甲基化可通过多种技术来检测,包括PCR。罗马大学的表观遗传学专家Andrea Fuso曾使用各种方法来分析甲基化,不过他现在主要使用链特异的PCR,接着进行Sanger测序。“这种技术仍然是我的首选方法,”他说。

Fuso指出:“利用这种技术,我能够在单个胞嘧啶的水平上分析DNA甲基化,即使是相当大的启动子序列(400-800 bp)也没问题。尽管Sanger测序比焦磷酸测序更复杂,也更耗时,但它带来了更长的序列,让我有机会覆盖更大的侧翼区域。”

更重要的是,这种技术还能够检测和分析非CpG甲基化。这指的是DNA甲基化的区域并不是后面跟着鸟嘌呤核苷酸(G)的胞嘧啶核苷酸(C)。

通过追踪甲基化,Fuso及其同事发现了一些医学上重要的关联。比如,他们通过阿尔茨海默病的小鼠实验模型,证明了早老素1(presenilin1)基因的非CpG甲基化受到调节。

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