表觀基因

表觀基因記錄著一生物體的DNA和組蛋白的一系列化學變化；這些變化可以被傳遞給該生物體的子代。改變表觀基因會導致染色體結構以及基因作用發生變化。表觀基因參與基因表達、個體發展、組織分化和轉座子的抑制過程。

基本介紹

• 中文名：表觀基因
• 外文名：epigenetic
• 別稱：表觀DNA
• 提出時間：19世紀後
• 套用學科：生物遺傳學
• 適用領域範圍：生物製藥
• 適用領域範圍：重大複雜疾病的表觀遺傳學發藥物的研發。

表觀基因特點

表觀基因不同於其底層的基因，表觀基因對於個體而言並不是基本靜態不變的，而是可以被環境因素動態更改的。表觀基因是癌症研究的熱門話題之一。人類腫瘤由DNA甲基化和組蛋白修改模式的破壞造成。癌細胞表觀基因異常狀態的特點是：基因普遍上被低甲基化、但腫瘤抑制基因的CpG島啟動子被超甲基化、關鍵基因的組蛋白發生改變、總體上體現出單乙醯和三甲基組蛋白H4缺失。

病因原理

關於表觀基因的很多問都還未被弄清。一些人已經提議啟動人類表觀基因組計畫。人類表觀基因組先驅計畫，作為全面人類表觀基因組計畫的先導，旨在識別並分類人類基因中的甲基化異位點(MVP,MethylationVariablePositions)。列序技術方面的進步使得人們得以通過一系列分子方法對表觀基因狀態進行基因級別的測序。
NIH路線圖表觀基因計畫的目標之一是從正常、健康的人類個體的各種細胞系、原代細胞、和主要分化中廣泛選取的表觀基因組中生成人類參考表觀基因組。路線圖表觀基因組計畫研究所得的數據可從人類表觀基因地圖冊下載、瀏覽，這些數據可分為五類，分別是對表觀基因組和表觀基因組各狀態的影響的不同的方面進行測序的結果。

英國《自然·通訊》期刊近日發表的一篇表觀遺傳學論文，揭示了表觀基因組對疾病發展的作用，探索了環境對Ⅰ型糖尿病發展產生影響的線索。科學家在Ⅰ型糖尿病病人中發現了免疫基因的表觀遺傳變化，而這些機制對人類來說仍是未解的謎題。

過去十年來，Ⅰ型糖尿病的發病率出現了顯著上升，這被認為是環境因素（比如感染和飲食）在疾病發展中扮演了重要角色。其實到為止，醫學界都還無法控制人體內的遺傳因素，一直依靠對環境因素進行干預控制糖尿病的患病率。而表觀基因組就是基因組中會因環境因素而發生變化，改變基因表達方式的標記，其在疾病研究中的“身份”異常重要——由於環境能改變表觀遺傳標記添加到基因組中的方式，從而改變細胞功能。因此，研究表觀基因組是衡量環境對細胞功能影響的一個有力工具。

但對科學家和臨床醫生來說，在複雜疾病發展過程中區分出遺傳和環境因素的作用並非易事。此次，為了識別環境在Ⅰ型糖尿病發展中的作用，英國劍橋大學迪里克·保羅、英國瑪麗王后大學戴維·萊斯利及其同事，以大量一方健康、一方患病的同卵雙胞胎為對象展開了研究。該團隊分析比較了雙方的基因組和表觀基因組，結果在患糖尿病一方發現了表觀基因組改變。在這些變化中，有許多都無法被遺傳因素解釋。一些表觀遺傳變化與免疫細胞功能的調控有關。

這一新發現極具潛力，由於Ⅰ型糖尿病是一種自體免疫疾病，其還能為疾病發展過程提供新的線索。

然而，這些因素的具體作用仍需進一步探索。更深層的分析將會闡明究竟是哪些表觀遺傳變化對Ⅰ型糖尿病發展發揮了作用，以及影響這些變化的環境因素。