✖


Jump to content

Эпигеномика

Чтобы узнать о других значениях, см. Epigenomics (журнал) и Epigenomics AG .

Эпигеномика — это изучение полного набора эпигенетических модификаций генетического материала клетки, известного как эпигеном . Эта область аналогична геномике и протеомике , которые изучают геном и протеом клетки. [1] [2] Эпигенетические модификации — это обратимые модификации ДНК или гистонов клетки, которые влияют на экспрессию генов без изменения последовательности ДНК. [3] Эпигеномное поддержание представляет собой непрерывный процесс и играет важную роль в стабильности эукариотических геномов, принимая участие в важнейших биологических механизмах, таких как восстановление ДНК. [4] [5] Считается, что растительные флавоны ингибируют эпигеномные метки, вызывающие рак. [6] Двумя наиболее характерными эпигенетическими модификациями являются метилирование ДНК и модификация гистонов . Эпигенетические модификации играют важную роль в экспрессии и регуляции генов, а также участвуют во многих клеточных процессах, таких как дифференцировка/развитие. [7] и онкогенез . [8] Изучение эпигенетики на глобальном уровне стало возможным лишь недавно благодаря адаптации высокопроизводительных геномных анализов. [9] [7]

Эпигенетика

[ редактировать ]
Основная статья: Эпигенетика

Геномные модификации, изменяющие экспрессию генов, которые нельзя объяснить модификацией первичной последовательности ДНК и которые наследуются митотически и мейотически, классифицируются как эпигенетические модификации. Метилирование ДНК и модификация гистонов являются одними из наиболее изученных эпигенетических процессов. [3]

Метилирование ДНК

[ редактировать ]

Первой эпигенетической модификацией, которая была подробно охарактеризована, было метилирование ДНК. Как следует из названия, метилирование ДНК — это процесс, посредством которого метильная группа к ДНК добавляется . Ферментами, катализирующими эту реакцию, являются ДНК-метилтрансферазы (DNMT) . Хотя метилирование ДНК стабильно и передается по наследству, оно может быть обращено вспять группой антагонистов ферментов, известных как ДНК-деметилазы. У эукариот метилирование чаще всего обнаруживается в положении углерода 5 остатков цитозина (5mC), соседних с гуанином , называемых динуклеотидами CpG . [9] [10]

Паттерны метилирования ДНК сильно различаются между видами и даже внутри одного организма. Использование метилирования у животных совершенно иное; при этом у позвоночных наблюдаются самые высокие уровни 5 мС, а у беспозвоночных - более умеренные уровни 5 мС. У некоторых организмов, таких как Caenorhabditis elegans, не было обнаружено ни 5mC, ни обычной ДНК-метилтрансферазы; это предполагает, что задействованы и другие механизмы, помимо метилирования ДНК. [11]

Внутри организма уровни метилирования ДНК также могут различаться на протяжении развития и в зависимости от региона. Например, в первичных зародышевых клетках мыши даже происходит деметилирование всего генома; к стадии имплантации уровни метилирования возвращаются к своим предыдущим соматическим значениям. [11] Когда метилирование ДНК происходит в промоторных областях , местах инициации транскрипции, это приводит к подавлению экспрессии генов. В этом отличие от неметилированных промоторных областей, которые связаны с активно экспрессируемыми генами. [9]

Механизм, с помощью которого метилирование ДНК подавляет экспрессию генов, представляет собой многоэтапный процесс. Различие между метилированными и неметилированными остатками цитозина осуществляется с помощью специфических ДНК-связывающих белков. Связывание этих белков задействует фермент гистондеацетилазы (HDAC) , который инициирует ремоделирование хроматина , в результате чего ДНК становится менее доступной для транскрипционных механизмов, таких как РНК-полимераза , эффективно подавляя экспрессию генов. [12]

Модификация гистонов

[ редактировать ]

У эукариот геномная ДНК свернута в комплексы белок-ДНК, называемые хроматином . Гистоны , которые являются наиболее распространенным типом белка, обнаруженного в хроматине, выполняют функцию конденсации ДНК; чистый положительный заряд гистонов облегчает их связь с ДНК, которая заряжена отрицательно. Основные и повторяющиеся единицы хроматина, нуклеосомы , состоят из октамера белков-гистонов (H2A, H2B, H3 и H4) и обернутой вокруг него ДНК длиной 146 пар оснований. Нуклеосомы и соединяющаяся ДНК образуют хроматиновое волокно диаметром 10 нм, которое может быть дополнительно конденсировано. [13] [14]

Хроматиновая упаковка ДНК варьируется в зависимости от стадии клеточного цикла и локальной области ДНК. [15] Степень конденсации хроматина связана с определенным состоянием транскрипции. Неупакованный или рыхлый хроматин более транскрипционно активен, чем плотно упакованный хроматин, поскольку он более доступен для транскрипционных механизмов. Таким образом, ремоделируя структуру хроматина и изменяя плотность упаковки ДНК, можно модулировать экспрессию генов. [14]

Ремоделирование хроматина происходит посредством посттрансляционных модификаций N -концевых хвостов ядерных гистоновых белков . [16] Коллективный набор модификаций гистонов в данной клетке известен как код гистонов . Известно множество различных типов модификации гистонов, в том числе: ацетилирование , метилирование , фосфорилирование , убиквитинирование , SUMOилирование , АДФ-рибозилирование , дезаминирование и изомеризация пролина ; ацетилирование, метилирование, фосфорилирование и убиквитинирование участвуют в активации генов, тогда как метилирование, убиквитинирование, SUMOилирование, деиминирование и изомеризация пролина участвуют в репрессии генов. Обратите внимание, что несколько типов модификаций, включая метилирование, фосфорилирование и убиквитинирование, могут быть связаны с разными состояниями транскрипции в зависимости от конкретной аминокислоты модифицируемого гистона. Более того, область ДНК, где происходит модификация гистонов, также может вызывать различные эффекты; примером является метилирование третьего корового гистона по остатку лизина 36 (H3K36). Когда H3K36 встречается в кодирующих участках гена, это связано с активацией гена, но противоположное наблюдается, когда он находится внутри области промотора. [14]

Модификации гистонов регулируют экспрессию генов двумя механизмами: путем нарушения контакта между нуклеосомами и путем привлечения АТФаз, ремоделирующих хроматин . Пример первого механизма происходит во время ацетилирования концевых аминокислот лизина , которое катализируется гистон-ацетилтрансферазами (HAT) . HAT являются частью мультибелкового комплекса, который рекрутируется в хроматин, когда активаторы связываются с сайтами связывания ДНК. Ацетилирование эффективно нейтрализует основной заряд лизина, который участвует в стабилизации хроматина благодаря его сродству к отрицательно заряженной ДНК. Таким образом, ацетилированные гистоны способствуют диссоциации нуклеосом и, таким образом, может произойти раскручивание хроматина. В состоянии рыхлого хроматина ДНК более доступна для транскрипционных механизмов и, таким образом, активируется экспрессия. Процесс можно обратить вспять путем удаления ацетильных групп гистонов деацетилазами. [14] [16]

Второй процесс включает в себя рекрутирование комплексов ремоделирования хроматина путем связывания молекул активатора с соответствующими областями энхансера. Комплексы ремоделирования нуклеосом перемещают нуклеосомы с помощью нескольких механизмов, обеспечивая или отключая доступность транскрипционного аппарата к ДНК. Белковый комплекс SWI/SNF у дрожжей является одним из примеров комплекса ремоделирования хроматина, который регулирует экспрессию многих генов посредством ремоделирования хроматина. [14] [17]

Связь с другими областями генома

[ редактировать ]

Эпигеномика имеет много общего с другими областями геномики как в методологии, так и в своей абстрактной цели. Эпигеномика стремится идентифицировать и охарактеризовать эпигенетические модификации на глобальном уровне, подобно изучению полного набора ДНК в геномике или полного набора белков в клетке в протеомике. [1] [2] Логика проведения эпигенетического анализа на глобальном уровне заключается в том, что можно сделать выводы об эпигенетических модификациях, которые в противном случае были бы невозможны посредством анализа конкретных локусов. [13] [1] Как и в других областях геномики, эпигеномика в значительной степени опирается на биоинформатику , которая сочетает в себе дисциплины биологии, математики и информатики. [18] Однако, хотя эпигенетические модификации были известны и изучались на протяжении десятилетий, именно благодаря этим достижениям в области биоинформатических технологий они позволили проводить анализ в глобальном масштабе. Многие современные методы по-прежнему основаны на старых методах, часто адаптируя их к геномным анализам, как описано в следующем разделе.

Методы

[ редактировать ]

Анализы модификации гистонов

[ редактировать ]

Клеточные процессы транскрипции , репликации ДНК и репарации ДНК включают взаимодействие между геномной ДНК и ядерными белками. Было известно, что определенные области хроматина чрезвычайно восприимчивы к расщеплению ДНКазой I , которая расщепляет ДНК с низкой специфичностью последовательности. Считалось, что такие сверхчувствительные сайты являются транскрипционно активными областями, о чем свидетельствует их ассоциация с РНК-полимеразой и топоизомеразами I и II . [19]

Сейчас известно, что области чувствительности к ДНКазе I соответствуют участкам хроматина со слабой ассоциацией ДНК-гистоны. Сверхчувствительные сайты чаще всего представляют собой области промоторов, которые требуют, чтобы ДНК была доступна для функционирования ДНК-связывающего транскрипционного аппарата. [20]

Чип-Чип и Чип-Сек

[ редактировать ]

Модификация гистонов была впервые обнаружена на уровне всего генома посредством сочетания технологии иммунопреципитации хроматина (ChIP) с микрочипами ДНК , получившей название ChIP-Chip . [13] Однако вместо выделения ДНК-связывающего транскрипционного фактора или белка-энхансера посредством иммунопреципитации хроматина интересующие белки представляют собой сами модифицированные гистоны. Во-первых, гистоны сшиваются с ДНК in vivo посредством легкой химической обработки (например, формальдегидом ). Затем клетки лизируют, что позволяет экстрагировать и фрагментировать хроматин либо путем обработки ультразвуком , либо обработкой неспецифическим ферментом рестрикции (например, микрококковой нуклеазой ). Антитела, специфичные для модификации, в свою очередь, используются для иммунопреципитации комплексов ДНК-гистон. [14] После иммунопреципитации ДНК очищают от гистонов, амплифицируют с помощью ПЦР и метят флуоресцентной меткой (например, Cy5, Cy3 ). Последний этап включает гибридизацию меченой ДНК, как иммунопреципитированной, так и неиммунопреципитированной ДНК, на микрочипе, содержащем иммобилизованную гДНК. Анализ относительной интенсивности сигнала позволяет определить места модификации гистонов. [21] [22]

ChIP-чип широко использовался для характеристики глобальных паттернов модификации гистонов дрожжей . На основании этих исследований были сделаны выводы о функции модификаций гистонов; что активация или репрессия транскрипции была связана с определенными модификациями гистонов и регионом. Хотя этот метод оказался эффективным, обеспечивая почти полный охват эпигенома дрожжей, его использование в более крупных геномах, таких как человеческий, ограничено. [13] [14]

Чтобы изучить модификации гистонов на уровне настоящего генома, другие высокопроизводительные методы были объединены с иммунопреципитацией хроматина, а именно: SAGE: серийный анализ экспрессии генов (ChIP-SAGE), ПЭТ: секвенирование парных концевых дитагов ( ChIP-PET ). а в последнее время — секвенирование нового поколения (ChIP-Seq) . ChIP-seq следует тому же протоколу иммунопреципитации хроматина, но вместо амплификации очищенной ДНК и гибридизации на микрочипе фрагменты ДНК непосредственно секвенируются с использованием параллельного повторного секвенирования следующего поколения. Он оказался эффективным методом анализа глобальных паттернов модификации гистонов и сайтов-мишеней белков, обеспечивая более высокое разрешение, чем предыдущие методы. [13] [21]

Анализы метилирования ДНК

[ редактировать ]

Методы характеристики первичных последовательностей ДНК не могут быть напрямую применены к анализам метилирования. Например, когда ДНК была амплифицирована с помощью ПЦР или методов бактериального клонирования, паттерн метилирования не копировался и, следовательно, информация терялась. Методика гибридизации ДНК, используемая в анализах ДНК, в которых радиоактивные зонды использовались для картирования и идентификации последовательностей ДНК, не могла быть использована для различения метилированной и неметилированной ДНК. [23] [9]

Методы на основе рестрикционных эндонуклеаз

[ редактировать ]
Негеномные подходы
[ редактировать ]

В самых ранних анализах обнаружения метилирования использовались эндонуклеазы рестрикции , чувствительные к модификации метилирования . Геномную ДНК расщепляли как чувствительными к метилированию, так и нечувствительными к метилированию ферментами рестрикции, распознающими один и тот же сайт рестрикции. Идея заключалась в том, что всякий раз, когда сайт был метилирован, только нечувствительный к метилированию фермент мог расщеплять в этом положении. Сравнивая размеры рестрикционных фрагментов, генерируемых чувствительным к метилированию ферментом, с размерами нечувствительного к метилированию фермента, можно было определить характер метилирования области. Этот этап анализа выполнялся путем амплификации рестрикционных фрагментов с помощью ПЦР, их разделения с помощью гель-электрофореза и анализа с помощью Саузерн-блоттинга с зондами для интересующей области. [23] [9]

Этот метод был использован для сравнения паттернов модификации метилирования ДНК в локусах генов взрослого человека и гемоглобина . Известно, что разные участки гена (гамма-дельта-бета-глобин) экспрессируются на разных стадиях развития. [24] В соответствии с ролью метилирования ДНК в репрессии генов, области, которые были связаны с высокими уровнями метилирования ДНК, не экспрессировались активно. [25]

Этот метод был ограничен и не подходил для исследований глобального паттерна метилирования или «метилома». Даже внутри определенных локусов он не был полностью репрезентативным для истинного паттерна метилирования, поскольку только те сайты рестрикции с соответствующими анализами рестрикции, чувствительными и нечувствительными к метилированию, могли предоставить полезную информацию. Дальнейшие осложнения могут возникнуть, когда неполное переваривание ДНК ферментами рестрикции приводит к ложноотрицательным результатам. [9]

Полногеномные подходы
[ редактировать ]

Впервые крупномасштабное профилирование метилирования ДНК стало возможным благодаря методу сканирования генома по ориентирам рестрикции (RLGS) . Как и локус-специфический анализ метилирования ДНК, этот метод идентифицирует метилированную ДНК с помощью чувствительных к перевариванию метилирования ферментов. Однако именно использование двумерного гель-электрофореза позволило охарактеризовать его в более широком масштабе. [9]

Однако только с появлением микрочипов и технологий секвенирования нового поколения стало возможным действительно высокое разрешение и полногеномное метилирование ДНК. [26] Как и в случае с RLGS, в методе сохраняется эндонуклеазный компонент, но он сочетается с новыми технологиями. Одним из таких подходов является дифференциальная гибридизация метилирования (DMH), при которой один набор геномной ДНК расщепляется чувствительными к метилированию ферментами рестрикции, а параллельный набор ДНК не расщепляется. Оба набора ДНК впоследствии амплифицируются, каждый метится флуоресцентными красителями и используется в двухцветной гибридизации. Уровень метилирования ДНК в данном локусе определяется относительным соотношением интенсивностей двух красителей. Адаптация секвенирования следующего поколения к анализу метилирования ДНК дает несколько преимуществ по сравнению с гибридизацией массива. Технология, основанная на последовательностях, обеспечивает более высокое разрешение аллель-специфического метилирования ДНК, может выполняться на более крупных геномах и не требует создания микрочипов ДНК, которые для правильного функционирования требуют корректировок на основе плотности CpG. [9]

Бисульфитное секвенирование

[ редактировать ]

Бисульфитное секвенирование основано исключительно на химическом преобразовании неметилированных цитозинов, поэтому их можно идентифицировать с помощью стандартных методов секвенирования ДНК. Обработка бисульфатом натрия и щелочью позволяет превратить неметилированные остатки цитозина в урацил, оставляя при этом метилированный цитозин неизмененным. Последующая амплификация и секвенирование необработанной ДНК и ДНК, обработанной бисульфитом натрия, позволяют идентифицировать метилированные сайты. Бисульфитное секвенирование, как и традиционные методы, основанные на рестрикции, исторически ограничивалось паттернами метилирования определенных генных локусов, пока не стали доступны технологии полногеномного секвенирования. Однако, в отличие от традиционных методов, основанных на рестрикции, бисульфитное секвенирование обеспечивает разрешение на уровне нуклеотидов. [23] [9]

Ограничения бисульфитного метода включают неполное превращение цитозина в урацил, что является источником ложноположительных результатов. Кроме того, обработка бисульфитом также вызывает деградацию ДНК и требует дополнительной стадии очистки для удаления бисульфита натрия. [9]

Секвенирование нового поколения хорошо подходит в качестве дополнения к бисульфитному секвенированию при анализе полногеномного метилирования . Хотя теперь это позволяет определять характер метилирования с максимально возможным разрешением на уровне отдельных нуклеотидов, на этапе сборки все еще остаются проблемы из-за уменьшенной сложности последовательности в ДНК, обработанной бисульфитом. Увеличение длины считывания направлено на решение этой проблемы, позволяя выполнять полногеномное бисульфитное секвенирование (WGBS). Подход WGBS с использованием платформы анализатора генома Illumina уже был реализован на Arabidopsis thaliana . [9] Также существуют геномные методы уменьшенного представления, основанные на бисульфитном секвенировании. [27] [28] и они особенно подходят для видов с большими размерами генома. [29]

Анализы доступности хроматина

[ редактировать ]

Доступность хроматина является мерой того, насколько «доступна» или «открыта» область генома для транскрипции или связывания факторов транскрипции. Области, которые недоступны (т.е. потому что они связаны нуклеосомами ), не транскрибируются клеткой активно, в то время как открытые и доступные области транскрибируются активно. [30] Изменения доступности хроматина являются важными эпигенетическими регуляторными процессами, которые управляют экспрессией генов, специфичной для клеток или контекста. [31] Такие анализы, как MNase-seq, DNase-seq, ATAC-seq или FAIRE-seq, обычно используются для понимания доступного хроматинового ландшафта клеток. Основная особенность всех этих методов заключается в том, что они способны избирательно изолировать либо последовательности ДНК, связанные с гистонами , либо те, которые не связаны с гистонами. Затем эти последовательности сравниваются с эталонным геномом, что позволяет определить их относительное положение. [32]

MNase-seq и DNase-seq следуют одним и тем же принципам, поскольку в них используются литические ферменты, которые нацелены на нуклеиновые кислоты и разрезают цепи ДНК, не связанные нуклеосомами или другими белковыми факторами, в то время как связанные фрагменты защищены и могут быть извлечены и проанализированы. Поскольку активные несвязанные области уничтожаются, их обнаружение может быть только косвенным, путем секвенирования с помощью метода секвенирования следующего поколения и сравнения с эталоном. В MNase-seq используется микрококковая нуклеаза, которая вызывает одноцепочечное расщепление противоположной цепи целевой последовательности. [33] В DNase-seq используется ДНКаза I , неспецифическая эндонуклеаза, расщепляющая двухцепочечную цепь. Этот метод использовался до такой степени, что свободные от нуклеосом области были помечены как DHS, сайты гиперчувствительности к ДНКазе I. [34] и был избранным методом консорциума ENCODE для полногеномного анализа доступности хроматина. [35] Основная проблема этого метода заключается в том, что распределение расщепления может быть смещенным, [36] снижение качества результатов.

FAIRE-seq (выделение регуляторных элементов с помощью формальдегида) требует на первом этапе перекрестного сшивания ДНК с нуклеосомами, а затем разрезания ДНК с помощью ультразвука . Свободные и связанные фрагменты разделяются с помощью традиционной фенол-хлороформной экстракции, поскольку белковая фракция застревает в интерфазе, а несвязанная ДНК переходит в водную фазу и может быть проанализирована различными методами. [37] Обработка ультразвуком дает случайные разрывы и, следовательно, не подвержена какой-либо предвзятости, а большая длина фрагментов (200-700 нт) делает этот метод подходящим для более широких областей, хотя он не может разрешить одну нуклеосому. [32] В отличие от методов, основанных на нуклеазах, FAIRE-seq позволяет напрямую идентифицировать транскрипционно активные сайты и менее трудоемкую подготовку проб. [38]

ATAC-seq основан на активности транспозазы Tn5. Транспозаза используется для вставки меток в геном, причем с большей частотой в регионы, не охваченные белковыми факторами. Теги затем используются в качестве адаптеров для PRC или других аналитических инструментов. [39]

Прямое обнаружение

[ редактировать ]

Чувствительность полимеразы при секвенировании одиночных молекул в реальном времени позволила ученым напрямую обнаруживать эпигенетические метки, такие как метилирование, когда полимераза движется вдоль секвенируемой молекулы ДНК. [40] Несколько проектов продемонстрировали возможность сбора эпигенетических данных по всему геному бактерий. [41] [42] [43] [44]

Секвенирование нанопор основано на изменении сигналов электролитического тока в соответствии с базовыми модификациями (например, метилированием). Полимераза положение опосредует вход оцДНК в пору: изменение ионного тока модулируется участком поры, и возникающая в результате разница регистрируется, показывая CpG . Различение между гидроксиметилированием и метилированием возможно благодаря твердотельным нанопорам, даже если ток при прохождении через область сильного поля поры может подвергаться в ней незначительному влиянию. [45] В качестве эталона используется амплифицированная ДНК, которая не содержит скопированных метилированных сайтов после процесса ПЦР . [46] Oxford Nanopore Technologies Секвенатор MinION — это технология, позволяющая, согласно скрытой модели Маркова , отличить неметилированный цитозин от метилированного даже без химической обработки, усиливающей сигнал этой модификации. Данные регистрируются обычно в пикоамперах в течение установленного времени. Другими устройствами являются Nanopolish и SignaAlign: первое выражает частоту метилирования при считывании, а второе дает вероятность этого, полученную из суммы всех считываний. [47]

Секвенирование одиночных молекул в реальном времени (SMRT) — это метод секвенирования одиночных молекул ДНК. Для секвенирования одиночных молекул в реальном времени используется нулевой волновод (ZMW).Одиночный фермент ДНК-полимеразы связан с нижней частью ZMW с помощью одной молекулы ДНК в качестве матрицы.Каждое из четырех оснований ДНК присоединено к одному из четырех различных флуоресцентных красителей . Когда нуклеотид включается ДНК-полимеразой, флуоресцентная метка отщепляется, и детектор обнаруживает флуоресцентный сигнал включения нуклеотида. По мере секвенирования кинетика фермента полимеразы меняется, когда он сталкивается с областью метилирования или любой другой модификации основания. Когда фермент сталкивается с химически модифицированными основаниями, он замедляется или ускоряется однозначно идентифицируемым образом. Импульсы флуоресценции при SMRT-секвенировании характеризуются не только спектрами излучения, но также длительностью и интервалом между последовательными импульсами. Эти показатели, определяемые как ширина импульса и длительность межимпульса (IPD), добавляют ценную информацию о кинетике ДНК-полимеразы. Ширина импульса является функцией всех кинетических стадий после связывания нуклеотидов и вплоть до высвобождения флуорофора, а IPD определяется кинетикой связывания нуклеотидов и транслокации полимеразы.

В 2010 году группа ученых продемонстрировала использование секвенирования одиночных молекул в реальном времени для прямого обнаружения модифицированных нуклеотидов в матрице ДНК, включая N6-метиладенозин , 5-метилцитозин и 5-гидроксицитозин . Эти различные модификации по-разному влияют на кинетику полимеразы, что позволяет различать их. [48]

В 2017 году другая группа предложила комбинированное преобразование бисульфита с одномолекулярным секвенированием в реальном времени третьего поколения. Это называется одномолекулярным бисульфитным секвенированием в реальном времени (SMRT-BS), которое представляет собой точный целевой метод анализа метилирования CpG, способный высокая степень умножения и большая длина считывания (1,5 кб) без необходимости субклонирования ПЦР-ампликонов. [49]

Подходы теоретического моделирования

[ редактировать ]

Первые математические модели различных состояний нуклеосом, влияющих на экспрессию генов, были представлены в 1980-х годах [ссылка]. Позже эта идея была почти забыта, пока экспериментальные данные не указали на возможную роль ковалентных модификаций гистонов как эпигенетического кода . [50] В течение следующих нескольких лет высокопроизводительные данные действительно выявили обилие эпигенетических модификаций и их связь с функционированием хроматина, что послужило мотивацией для создания новых теоретических моделей появления, поддержания и изменения этих паттернов. [51] [52] Эти модели обычно формулируются в рамках одномерных решеточных подходов. [53]

См. также

[ редактировать ]
Поищите информацию об эпигеномике в Викисловаре, бесплатном словаре.

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Рассел 2010 , с. 217.
  2. ^ Jump up to: а б Рассел 2010 , с. 230.
  3. ^ Jump up to: а б Рассел 2010 , с. 475.
  4. ^ Алаберт С., Грот А. (февраль 2012 г.). «Репликация хроматина и поддержание эпигенома» (PDF) . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 13 (3): 153–67. дои : 10.1038/nrm3288 . ПМИД   22358331 . S2CID   10911203 .
  5. ^ Гош С., Синха Дж.К., Рагунатх М. (сентябрь 2016 г.). «Эпигеномное поддержание посредством диетического вмешательства может облегчить процесс восстановления ДНК и замедлить прогресс преждевременного старения» . ИУБМБ Жизнь . 68 (9): 717–21. дои : 10.1002/iub.1532 . ПМИД   27364681 .
  6. ^ «Потенциальная эпигенетическая и противораковая сила диетических флавонов» . 11 октября 2016 г.
  7. ^ Jump up to: а б Чжу Дж., Адли М., Цзоу Дж.Ю., Ферстаппен Г., Койн М., Чжан Х. и др. (январь 2013 г.). «Переходы состояний хроматина по всему геному, связанные с сигналами развития и окружающей среды» . Клетка . 152 (3): 642–54. дои : 10.1016/j.cell.2012.12.033 . ПМЦ   3563935 . ПМИД   23333102 .
  8. ^ Рассел 2010 , с. 597.
  9. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Лэрд П.В. (март 2010 г.). «Принципы и проблемы полногеномного анализа метилирования ДНК». Обзоры природы. Генетика . 11 (3): 191–203. дои : 10.1038/nrg2732 . ПМИД   20125086 . S2CID   6780101 .
  10. ^ Рассел 2010 , стр. 531–2.
  11. ^ Jump up to: а б Птица А (январь 2002 г.). «Схемы метилирования ДНК и эпигенетическая память» . Гены и развитие . 16 (1): 6–21. дои : 10.1101/gad.947102 . ПМИД   11782440 .
  12. ^ Рассел 2010 , стр. 532–3.
  13. ^ Jump up to: а б с д и Барски А., Каддапа С., Цуй К., Ро Т.Ю., Шонес Д.Э., Ван З. и др. (май 2007 г.). «Профилирование метилирования гистонов в геноме человека с высоким разрешением» . Клетка . 129 (4): 823–37. дои : 10.1016/j.cell.2007.05.009 . ПМИД   17512414 . S2CID   6326093 .
  14. ^ Jump up to: а б с д и ж г Кузаридес Т (февраль 2007 г.). «Модификации хроматина и их функции» . Клетка . 128 (4): 693–705. дои : 10.1016/j.cell.2007.02.005 . ПМИД   17320507 . S2CID   11691263 .
  15. ^ Рассел 2010 , стр. 24–7.
  16. ^ Jump up to: а б Рассел 2010 , стр. 529–30.
  17. ^ Рассел 2010 , с. 530.
  18. ^ Рассел 2010 , с. 218.
  19. ^ Гросс Д.С., Гаррард В.Т. (1988). «Участки гиперчувствительности к нуклеазам в хроматине». Ежегодный обзор биохимии . 57 : 159–97. дои : 10.1146/annurev.bi.57.070188.001111 . ПМИД   3052270 .
  20. ^ Рассел 2010 , с. 529.
  21. ^ Jump up to: а б Гибсон и Muse 2009 , стр. 229–32.
  22. ^ Рассел 2010 , с. 532.
  23. ^ Jump up to: а б с Идс К.А., Даненберг К.Д., Каваками К., Сальц Л.Б., Блейк С., Шибата Д. и др. (апрель 2000 г.). «MethyLight: высокопроизводительный анализ для измерения метилирования ДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 28 (8): 32е–0. дои : 10.1093/нар/28.8.e32 . ПМЦ   102836 . ПМИД   10734209 .
  24. ^ Рассел 2010 , стр. 552–3.
  25. ^ ван дер Плог Л.Х., Флавелл Р.А. (апрель 1980 г.). «Метилирование ДНК в локусе гамма-дельта-бета-глобина человека в эритроидных и неэритроидных тканях». Клетка . 19 (4): 947–58. дои : 10.1016/0092-8674(80)90086-0 . ПМИД   6247075 . S2CID   54324289 .
  26. ^ Йоханнес Ф., Колот В., Янсен Р.К. (ноябрь 2008 г.). «Динамика эпигенома: взгляд на количественную генетику» (PDF) . Обзоры природы. Генетика . 9 (11): 883–90. дои : 10.1038/nrg2467 . hdl : 11370/731f6c62-6749-4e67-aa72-c2242f95527a . ПМИД   18927581 . S2CID   7641577 .
  27. ^ Трукки Э., Маццарелла А.Б., Гилфиллан Г.Д., Лоренцо М.Т., Шёнсветтер П., Паун О. (апрель 2016 г.). «BsRADseq: скрининг метилирования ДНК в природных популяциях немодельных видов» . Молекулярная экология . 25 (8): 1697–1713. дои : 10.1111/mec.13550 . ПМЦ   4949719 . ПМИД   26818626 .
  28. ^ ван Гурп Т.П., Уэйджмейкер Н.С., Воутерс Б., Вергер П., Оуборг Дж.Н., Верховен К.Дж. (апрель 2016 г.). «epiGBS: бисульфитное секвенирование с уменьшенным представлением без ссылок». Природные методы . 13 (4): 322–324. дои : 10.1038/nmeth.3763 . ПМИД   26855363 . S2CID   10457615 .
  29. ^ Паун О, Верховен К.Дж., Ричардс К.Л. (январь 2019 г.). «Возможности и ограничения редуцированного бисульфитного секвенирования в экологической эпигеномике растений» . Новый фитолог . 221 (2): 738–742. дои : 10.1111/nph.15388 . ПМК   6504643 . ПМИД   30121954 .
  30. ^ Кундаже А., Меулеман В., Эрнст Дж., Биленки М., Йен А., Херави-Мусави А. и др. (февраль 2015 г.). «Интегративный анализ 111 эталонных эпигеномов человека» . Природа . 518 (7539): 317–30. Бибкод : 2015Natur.518..317. . дои : 10.1038/nature14248 . ПМК   4530010 . ПМИД   25693563 .
  31. ^ Пеннаккио Л.А., Бикмор В., Дин А., Нобрега М.А., Бехерано Дж. (апрель 2013 г.). «Усилители: пять основных вопросов» . Обзоры природы. Генетика . 14 (4): 288–95. дои : 10.1038/nrg3458 . ПМЦ   4445073 . ПМИД   23503198 .
  32. ^ Jump up to: а б Чжан Цзи, Пью Б.Ф. (январь 2011 г.). «Полногеномное картирование первичной структуры хроматина в высоком разрешении» . Клетка . 144 (2): 175–86. дои : 10.1016/j.cell.2011.01.003 . ПМК   3061432 . ПМИД   21241889 .
  33. ^ Аксель Р. (июль 1975 г.). «Расщепление ДНК в ядрах и хроматине стафилококковой нуклеазой». Биохимия . 14 (13): 2921–5. дои : 10.1021/bi00684a020 . ПМИД   1148185 .
  34. ^ Чжоу В., Шервуд Б., Цзи З., Сюэ Ю., Ду Ф., Бай Дж. и др. (октябрь 2017 г.). «Пологеномное предсказание гиперчувствительности ДНКазы I с использованием экспрессии генов» . Природные коммуникации . 8 (1): 1038. Бибкод : 2017NatCo...8.1038Z . дои : 10.1038/s41467-017-01188-x . ПМК   5715040 . ПМИД   29051481 .
  35. ^ Олдред С.Ф., Коллинз П.Дж., Дэвис К.А., Дойл Ф., Эпштейн С.Б., Фрице С. и др. (Консорциум проекта ENCODE) (сентябрь 2012 г.). «Комплексная энциклопедия элементов ДНК в геноме человека» . Природа . 489 (7414): 57–74. Бибкод : 2012Natur.489...57T . дои : 10.1038/nature11247 . ПМЦ   3439153 . ПМИД   22955616 .
  36. ^ Хэ Х.Х., Мейер К.А., Ху С.С., Чен М.В., Занг С., Лю Ю и др. (январь 2014 г.). «Усовершенствованный протокол DNase-seq и анализ данных выявили внутреннюю предвзятость в идентификации следов транскрипционных факторов» . Природные методы . 11 (1): 73–78. дои : 10.1038/nmeth.2762 . ЧВК   18771 . ПМИД   24317252 .
  37. ^ Цомпана М., Бак MJ (20 ноября 2014 г.). «Доступность хроматина: окно в геном» . Эпигенетика и хроматин . 7 (1): 33. дои : 10.1186/1756-8935-7-33 . ПМК   4253006 . ПМИД   25473421 .
  38. ^ Гиреси П.Г., Ким Дж., МакДэниелл Р.М., Айер В.Р., Либ Дж.Д. (июнь 2007 г.). «FAIRE (выделение регуляторных элементов с помощью формальдегида) изолирует активные регуляторные элементы из хроматина человека» . Геномные исследования . 17 (6): 877–85. дои : 10.1101/гр.5533506 . ЧВК   1891346 . ПМИД   17179217 .
  39. ^ Буэнростро Дж.Д., Гиреси П.Г., Заба Л.К., Чанг ХИ, Гринлиф У.Дж. (декабрь 2013 г.). «Транспозиция нативного хроматина для быстрого и чувствительного эпигеномного профилирования открытого хроматина, ДНК-связывающих белков и положения нуклеосомы» . Природные методы . 10 (12): 1213–8. дои : 10.1038/nmeth.2688 . ПМЦ   3959825 . ПМИД   24097267 .
  40. ^ Шадт Э.Э., Банерджи О., Фанг Г., Фэн З., Вонг В.Х., Чжан Х. и др. (январь 2013 г.). «Моделирование изменения кинетической скорости данных секвенирования ДНК третьего поколения для обнаружения предполагаемых модификаций оснований ДНК» . Геномные исследования . 23 (1): 129–41. дои : 10.1101/гр.136739.111 . ПМК   3530673 . ПМИД   23093720 .
  41. ^ Дэвис Б.М., Чао МК, Уолдор МК (апрель 2013 г.). «Вступление в эпоху бактериальной эпигеномики с секвенированием ДНК одной молекулы в реальном времени» . Современное мнение в микробиологии . 16 (2): 192–8. дои : 10.1016/j.mib.2013.01.011 . ПМЦ   3646917 . ПМИД   23434113 .
  42. ^ Ллуч-Сенар М., Луонг К., Льоренс-Рико В., Дельгадо Дж., Фанг Г., Спиттл К. и др. (2013). «Комплексная характеристика метиломов Mycoplasmagentium и Mycoplasma pneumoniae с одноосновным разрешением» . ПЛОС Генетика . 9 (1): e1003191. дои : 10.1371/journal.pgen.1003191 . ПМЦ   3536716 . ПМИД   23300489 .
  43. ^ Мюррей И.А., Кларк Т.А., Морган Р.Д., Бойтано М., Антон Б.П., Луонг К. и др. (декабрь 2012 г.). «Метиломы шести бактерий» . Исследования нуклеиновых кислот . 40 (22): 11450–62. дои : 10.1093/nar/gks891 . ПМК   3526280 . ПМИД   23034806 .
  44. ^ Фанг Г., Мунера Д., Фридман Д.И., Мандлик А., Чао М.С., Банерджи О. и др. (декабрь 2012 г.). «Полногеномное картирование остатков метилированного аденина в патогенных Escherichia coli с использованием секвенирования одиночных молекул в реальном времени» . Природная биотехнология . 30 (12): 1232–9. дои : 10.1038/nbt.2432 . ПМЦ   3879109 . ПМИД   23138224 .
  45. ^ Симпсон Дж.Т., Уоркман Р.Э., Зузарте ПК, Дэвид М., Дурси Л.Дж., Тимп В. (апрель 2017 г.). «Обнаружение метилирования цитозина ДНК с помощью секвенирования нанопор» (PDF) . Природные методы . 14 (4): 407–410. дои : 10.1038/nmeth.4184 . ПМИД   28218898 . S2CID   16152628 .
  46. ^ Ласло А.Х., Деррингтон И.М., Бринкерхофф Х., Лэнгфорд К.В., Нова И.С., Самсон Дж.М. и др. (ноябрь 2013 г.). «Обнаружение и картирование 5-метилцитозина и 5-гидроксиметилцитозина с помощью нанопор MspA» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (47): 18904–9. Бибкод : 2013PNAS..11018904L . дои : 10.1073/pnas.1310240110 . ПМЦ   3839702 . ПМИД   24167255 .
  47. ^ Джайн М., Корен С., Мига К.Х., Квик Дж., Рэнд А.С., Сасани Т.А. и др. (апрель 2018 г.). «Нанопоровое секвенирование и сборка генома человека сверхдлинными считываниями» . Природная биотехнология . 36 (4): 338–345. дои : 10.1038/nbt.4060 . ПМЦ   5889714 . ПМИД   29431738 .
  48. ^ Флюсберг Б.А., Вебстер Д.Р., Ли Дж.Х., Трэверс К.Дж., Оливарес Э.К., Кларк Т.А. и др. (июнь 2010 г.). «Прямое обнаружение метилирования ДНК во время секвенирования одиночных молекул в реальном времени» . Природные методы . 7 (6): 461–5. дои : 10.1038/nmeth.1459 . ПМЦ   2879396 . ПМИД   20453866 .
  49. ^ Ян Ю, Скотт С.А. (2017). «Профилирование метилирования ДНК с использованием бисульфитного секвенирования одиночных молекул длительного считывания в реальном времени (SMRT-BS)». Функциональная геномика . Методы молекулярной биологии. Том. 1654. стр. 125–134. дои : 10.1007/978-1-4939-7231-9_8 . ISBN  978-1-4939-7230-2 . ПМИД   28986786 .
  50. ^ Strahl BD, Allis CD (январь 2000 г.). «Язык ковалентных модификаций гистонов». Природа . 403 (6765): 41–5. Бибкод : 2000Natur.403...41S . дои : 10.1038/47412 . ПМИД   10638745 . S2CID   4418993 .
  51. ^ Седиги М., Сенгупта А.М. (ноябрь 2007 г.). «Эпигенетическое замалчивание хроматина: бистабильность и распространение фронта» . Физическая биология . 4 (4): 246–55. arXiv : 0710.3889 . Бибкод : 2007PhBio...4..246S . дои : 10.1088/1478-3975/4/4/002 . ПМК   2267688 . ПМИД   17991991 .
  52. ^ Додд И.Б., Мичилсен М.А., Снеппен К., Тон Дж. (май 2007 г.). «Теоретический анализ эпигенетической клеточной памяти путем модификации нуклеосом» . Клетка . 129 (4): 813–22. дои : 10.1016/j.cell.2007.02.053 . ПМИД   17512413 . S2CID   16091877 .
  53. ^ Тейф В.Б., Риппе К. (октябрь 2010 г.). «Статистически-механические решетчатые модели связывания белка с ДНК в хроматине». Физический журнал: конденсированное вещество . 22 (41): 414105. arXiv : 1004.5514 . Бибкод : 2010JPCM...22O4105T . дои : 10.1088/0953-8984/22/41/414105 . ПМИД   21386588 . S2CID   103345 .

Ссылки

[ редактировать ]
  • Гибсон Г., Муза С.В. (2009). Букварь по геномной науке (3-е изд.). Сандерленд: Sinaeur Associates. ISBN  978-0-87893-236-8 .
  • Рассел П.Дж. (2010). iGenetics: молекулярный подход (3-е изд.). Сан-Франциско: Пирсон Бенджамин Каммингс. ISBN  978-0-321-56976-9 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Epigenomics&oldid=1237220496"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3083cbfb7b68eeddf009d150591085a3__1722181020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/30/a3/3083cbfb7b68eeddf009d150591085a3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Epigenomics - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)