表觀遺傳學極大地拓寬了人們對於遺傳信息流動的認知,是後基因組時代生命科學領域研究的前沿和熱點。《表觀遺傳學》作者均為國內外表觀遺傳學研究領域一線科研工作者,內容涵蓋了表觀遺傳學的所有重大主題和技術套用:第1~31章梳理了表觀遺傳的基礎知識和概念,納入了表觀遺傳領域新的前沿內容,如環形RNA、lncRNA、NamiRNA、RNA修飾,以及染色質高級結構等;第32~42章為表觀遺傳在重要生命過程中的套用,包括早期胚胎髮育、腫瘤發生髮展等重要生理及病理過程;第43~63章為表觀遺傳核心技術和全新理論解讀與套用展望,為研究者提供了詳盡的操作方法。
第1章 表觀遺傳學概論 1
參考文獻 3
第2章 DNA甲基化 5
2.1 DNA甲基化概述 5
2.2 DNA甲基化與細胞記憶機制 7
2.3 DNA甲基化模式的建立和維持 8
2.4 DNA甲基化在基因表達調控中的作用 12
2.5 DNA甲基化在哺乳動物中的主要功能 16
2.6 DNA甲基化與疾病 19
2.7 DNA甲基化相關問題與展望 23
參考文獻 24
第3章 DNA去甲基化 28
3.1 DNA去甲基化概述 28
3.2 TET概述 35
3.3 DNA去甲基化相關問題與展望 42
3.4 DNA去甲基化研究面臨的挑戰 44
參考文獻 45
第4章 基因組印記 51
4.1基因組印記概述 51
4.2 小鼠的印記基因 56
4.3 基因組印記的調控 58
4.4 印記基因群區的典型調控模型 65
4.5 基因組印記的正常功能 67
4.6 印記基因失常與人類疾病 69
4.7 基因組印記的起源與進化 70
4.8 總結與展望 71
參考文獻 72
第5章 基因劑量補償和X染色體失活 76
5.1 性別決定與基因劑量補償的概述 76
5.2 哺乳類X染色體失活的發現與簡介 80
5.3 X染色體失活的動物模型與分子機制 84
5.4 X染色體失活與人類疾病 89
5.5 總結與展望 92
參考文獻 93
第6章 組蛋白甲基化修飾 100
6.1 蛋白質甲基化研究小史 100
6.2 組蛋白甲基化酶的種類及催化的修飾類型 101
參考文獻 111
第7章 組蛋白去甲基化 117
7.1 組蛋白去甲基化動態調控的研究歷史概述 117
7.2 組蛋白去甲基化酶的命名 121
7.3 組蛋白去甲基化酶的生物學功能 123
7.4 組蛋白去甲基化酶在製藥領域的潛在套用 127
參考文獻 129
第8章 組蛋白乙醯化 131
8.1 組蛋白乙醯化的發現 131
8.2 組蛋白乙醯化酶及其複合物 133
8.3 組蛋白去乙醯化酶和抑制劑 138
8.4 乙醯化識別蛋白 143
8.5 組蛋白乙醯化的作用機制及功能 145
8.6 組蛋白乙醯化與人體生理病理 150
8.7 組蛋白乙醯化修飾與藥物研發 152
8.8 展望 153
參考文獻 154
第9章 組蛋白其他修飾與組蛋白變體 162
9.1 組蛋白其他修飾與組蛋白變體概述 162
9.2 組蛋白磷酸化修飾 167
9.3 組蛋白新型醯化修飾 170
9.4 基於質譜檢測的組蛋白修飾鑑定與定量分析 181
9.5 組蛋白變體 187
參考文獻 193
第10章 組蛋白修飾識別 206
10.1 組蛋白修飾識別概述 206
10.2 組蛋白修飾識別的分子基礎 207
10.3 組蛋白修飾識別的調控機制 210
10.4 組蛋白修飾識別的生物學功能 212
10.5 組蛋白修飾識別與染色質信號轉導 215
10.6 組蛋白修飾識別因子的鑑定方法與技術 218
10.7 組蛋白閱讀器靶向的藥物研發 220
參考文獻 222
第11章 染色質重塑 228
11.1 染色質重塑概述 228
11.2 核小體定位與基因調控 229
11.3 組蛋白分子伴侶 233
11.4 染色質重塑複合體 238
11.5 染色質重塑與疾病 243
參考文獻 244
第12章 染色質結構與組蛋白變體 247
12.1 染色體結構 247
12.2 組蛋白變體 254
參考文獻 261
第13章 CTCF與三維基因組染色質高級結構 265
13.1 CTCF與DNA的相互作用 265
13.2 CTCF與黏連蛋白協同架構三維基因組染色質高級結構 270
13.3 CTCF與染色質高級結構 272
13.4 CTCF與基因表達調控 275
13.5 總結與展望 283
參考文獻 285
第14章 Polycomb複合物及Trithorax複合物 289
14.1 Polycomb複合物和Trithorax複合物概論 290
14.2 Polycomb複合物 293
14.3 Trithorax複合物 302
14.4 Polycomb複合物和Trithorax複合物相關抑制劑 308
14.5 總結與展望 309
參考文獻 310
第15章 DNA甲基化修飾酶的結構生物學研究 315
15.1 DNA甲基轉移酶 315
15.2 DNA去甲基化調控酶 323
參考文獻 326
第16章 非編碼RNA 330
16.1 非編碼RNA概述 330
16.2 非編碼RNA種類 332
16.3 非編碼RNA特徵、產生及生物學功能 332
16.4 非編碼RNA與疾病 340
16.5 研究非編碼RNA的方法學 342
16.6 總結與展望 344
參考文獻 345
第17章 siRNA 348
17.1 RNAi概述 348
17.2 siRNA的加工生成 349
17.3 RNAi的調控機制 353
17.4 RNAi引起的毒副作用 358
17.5 RNAi藥物的前景與挑戰 360
參考文獻 362
第18章 RNAa 365
18.1 RNAa概述 365
18.2 外源性RNAa 368
18.3 內源性RNAa 372
18.4 線蟲中的RNAa 374
18.5 RNAa的套用 375
18.6 RNAa領域面臨的問題與展望 376
參考文獻 376
第19章 microRNA概述 381
19.1 miRNA的概況 381
19.2 miRNA的生物合成 384
19.3 miRNA的作用機制 392
19.4 miRNA資料庫簡介 397
19.5 miRNA的功能與疾病 399
19.6 miRNA與疾病診斷和治療 410
參考文獻 414
第20章 NamiRNA 423
20.1 miRNA概述 423
20.2 增強子與miRNA的關係 426
20.3 NamiRNA通過增強子介導基因的激活 428
20.4 NamiRNA作用機制 430
20.5 NamiRNA研究的展望與挑戰 431
參考文獻 434
第21章 piRNA436
21.1 piRNA的發現、分類與生成 436
21.2 piRNA通路的功能及作用機制 440
21.3 piRNA機器的代謝 445
21.4 piRNA與男性不育 445
21.5 總結與展望 446
參考文獻 446
第22章 lncRNA 447
22.1 lncRNA的發現和定義 447
22.2 lncRNA的鑑定、種類與特徵 448
22.3 lncRNA的表達與轉錄後加工 451
22.4 lncRNA的調控機制 453
22.5 lncRNA的生理功能 459
22.6 lncRNA與腫瘤465
參考文獻 467
第23章 環形RNA 475
23.1 環形RNA的發現 475
23.2 環形RNA的基本分類 477
23.3 環形RNA的自身代謝 478
23.4 反向剪接環形RNA的生物學特徵 481
23.5 反向剪接環形RNA的功能 483
23.6 環形RNA與疾病 485
23.7 環形RNA研究展望 486
參考文獻 486
第24章 RNA修飾 490
24.1 RNA修飾簡介 490
24.2 RNA修飾分布特徵 495
24.3 RNA修飾的生物學功能 500
24.4 RNA修飾與生理病理效應 505
24.5 總結與展望 510
參考文獻 511
第25章 RNA編輯 515
25.1 RNA編輯概述 515
25.2 RNA編輯的分類 516
25.3 RNA編輯的定位和定量 520
25.4 動物中RNA編輯的功能 521
25.5 植物中RNA編輯的功能和意義 532
25.6 RNA編輯的套用 536
25.7 總結 537
參考文獻 537
第26章 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的互動與協調 544
26.1 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA的相互關係和調控概論 544
26.2 DNA甲基化與組蛋白修飾 546
26.3 非編碼RNA與DNA甲基化 548
26.4 非編碼RNA與組蛋白修飾 550
26.5 DNA甲基化、組蛋白修飾及非編碼RNA三者之間的悖論和挑戰 554
參考文獻 557
第27章 表觀遺傳學與基因可變剪接 561
27.1 基因可變剪接的功能和生物學意義 561
27.2 基因可變剪接的經典調控 565
27.3 組蛋白修飾與基因可變剪接 568
27.4 DNA甲基化與基因可變剪接 570
27.5 研究展望 572
參考文獻 573
第28章 染色質的空間結構與功能學意義 576
28.1 細胞核與染色質的空間組織架構 576
28.2 解析染色質 3D結構的方法 581
28.3 發育過程中動態變化的染色質結構 584
28.4 疾病情況下改變的染色質形態 586
28.5 總結與展望 589
參考文獻 590
第29章 增強子與細胞身份 595
29.1 增強子的概念與定義 596
29.2 增強子的表觀遺傳學特徵 596
29.3 增強子序列變異及突變與疾病 602
參考文獻 603
第30章 表觀遺傳信息的遺傳 607
30.1 表觀遺傳信息的遺傳概述 607
30.2 表觀遺傳信息的跨代傳遞 608
30.3 有絲分裂中的基因書籤 615
30.4 總結與展望 623
參考文獻 625
第31章 表觀遺傳與遺傳的相互作用 629
31.1 SNP與基因表觀遺傳調控區域的關係 629
31.2 表觀遺傳修飾改變與拷貝數變異 633
31.3 唐氏綜合徵的表觀遺傳異常 635
31.4 遺傳與表觀遺傳學共同決定人的性狀 638
參考文獻 643
第32章 表觀遺傳學與生殖 649
32.1 生殖過程概述 649
32.2 精子發生和成熟的表觀遺傳特徵 651
32.3 卵子發生和成熟中的表觀遺傳調控 662