第十章 计算表观遗传学
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表观遗传学教学课件
患者的预后情况。
04
表观遗传学研究方法
基因组学技术
基因组测序
通过全基因组测序技术，可以检测基因组中的变异和表观遗传修饰，了解基因表达的调 控机制。
甲基化测序
甲基化测序技术可以检测基因组中DNA甲基化的水平，研究甲基化与基因表达的关系。
生物信息学分析
数据挖掘
利用生物信息学方法对大规模基因组 数据进行挖掘，寻找表观遗传修饰与 基因表达之间的关联。
详细描述
非编码RNA在表观遗传学中发挥重要作用， 它们通过与mRNA相互作用，影响基因表达 的转录和转录后水平。非编码RNA的异常表 达与多种疾病的发生和发展密切相关。
组蛋白修饰
总结词
组蛋白修饰是指组蛋白上的化学基团， 如乙酰化、甲基化和磷酸化等。
VS
详细描述
组蛋白修饰能够影响染色质的结构和基因 表达，与细胞分化、发育和肿瘤形成等生 物学过程密切相关。组蛋白修饰的异常与 多种疾病的发生和发展密切相关。
80%
药物研发
表观遗传学研究有助于发现新型 药物靶点，推动药物研发的创新 和进步。
表观遗传学面临的挑战与问题
技术难题
表观遗传学研究涉及多种复杂技 术，如高通量测序、染色质免疫 沉淀等，技术难度较大，需要专 业人员操作。
数据解读与分析
表观遗传学研究产生大量数据， 如何准确解读和分析这些数据是 一个挑战。需要发展新的数据分 析方法和算法。
个体化治疗
表观遗传学研究有助于实现个 体化治疗，即根据患者的表观 遗传学特征，制定个性化的治 疗方案。例如，针对特定基因 的靶向治疗等。
疾病预防
表观遗传学研究还有助于疾病 的预防。例如，通过调整饮食 和生活方式等，可以改变个体 的表观遗传学特征，从而预防 某些疾病的发生。
04
表观遗传学研究方法
基因组学技术
基因组测序
通过全基因组测序技术，可以检测基因组中的变异和表观遗传修饰，了解基因表达的调 控机制。
甲基化测序
甲基化测序技术可以检测基因组中DNA甲基化的水平，研究甲基化与基因表达的关系。
生物信息学分析
数据挖掘
利用生物信息学方法对大规模基因组 数据进行挖掘，寻找表观遗传修饰与 基因表达之间的关联。
详细描述
非编码RNA在表观遗传学中发挥重要作用， 它们通过与mRNA相互作用，影响基因表达 的转录和转录后水平。非编码RNA的异常表 达与多种疾病的发生和发展密切相关。
组蛋白修饰
总结词
组蛋白修饰是指组蛋白上的化学基团， 如乙酰化、甲基化和磷酸化等。
VS
详细描述
组蛋白修饰能够影响染色质的结构和基因 表达，与细胞分化、发育和肿瘤形成等生 物学过程密切相关。组蛋白修饰的异常与 多种疾病的发生和发展密切相关。
80%
药物研发
表观遗传学研究有助于发现新型 药物靶点，推动药物研发的创新 和进步。
表观遗传学面临的挑战与问题
技术难题
表观遗传学研究涉及多种复杂技 术，如高通量测序、染色质免疫 沉淀等，技术难度较大，需要专 业人员操作。
数据解读与分析
表观遗传学研究产生大量数据， 如何准确解读和分析这些数据是 一个挑战。需要发展新的数据分 析方法和算法。
个体化治疗
表观遗传学研究有助于实现个 体化治疗，即根据患者的表观 遗传学特征，制定个性化的治 疗方案。例如，针对特定基因 的靶向治疗等。
疾病预防
表观遗传学研究还有助于疾病 的预防。例如，通过调整饮食 和生活方式等，可以改变个体 的表观遗传学特征，从而预防 某些疾病的发生。
表观遗传学
In my mind, these studies stress the importance of keeping a close track of dietary intake while pregnant. As you probably know, obesity rates are on the rise and are associated with HUGE health care costs because of the slew of other health problems associated with obesity (diabetes, hypertension, etc.). Additionally, environmental toxins are unfortunately becoming somewhat ubiquitous and can apparently have the ability to exacerbate the obesity problem.
表观遗传学
❖ 经典遗传学以研究基因序列影响生物学功能为核心相比， ❖ 表观遗传学主要研究这些“表观遗传现象”的建立和维持
的机制。
多少年来，基因一直被认为是生物有机体一代代相传的一个 并且仅有的一个遗传载体。越来越多的生物学家发现了一 个被称为表观遗传的现象------生物有机体后天获得的非遗 传变异有时可以被遗传下去。有详细记录的100个关于代 间表观遗传的例子，提示非基因遗传要比科学家们以前想 象的多得多。
其他例子 Rats whose agouti gene is unmethylated (i.e., expressed) have a yellow-ish coat color and are
表观遗传学
❖ 经典遗传学以研究基因序列影响生物学功能为核心相比， ❖ 表观遗传学主要研究这些“表观遗传现象”的建立和维持
的机制。
多少年来，基因一直被认为是生物有机体一代代相传的一个 并且仅有的一个遗传载体。越来越多的生物学家发现了一 个被称为表观遗传的现象------生物有机体后天获得的非遗 传变异有时可以被遗传下去。有详细记录的100个关于代 间表观遗传的例子，提示非基因遗传要比科学家们以前想 象的多得多。
其他例子 Rats whose agouti gene is unmethylated (i.e., expressed) have a yellow-ish coat color and are
第10章 表观遗传学
47
2. 朊粒在哺乳动物中引起疾病
目前已发现的朊粒疾病 • 羊搔痒症（scrapie） • 疯牛病(BSE) • 克雅氏病(CJD) • 库鲁（Kuru）病
48
朊粒疾病的机制
49
PrP 蛋白的互作受物种的限制
50
PrP 蛋白的互作限制表明
• 感染需要有内源的蛋白质，假设是它提 供了被转换成感染因子的原料。
25
X染色体失活的机制
X染色体失活被X失活中心(X-inactivation center，Xic)所控制， 是一种反义转录调控模式。这个失活中心存在着X染色体失 活特异性转录基因Xist(X-inactive-specific transcript)，当失活 的命令下达时，这个基因就会产生一个17kb不翻译的RNA 包裹在合成它的X染色体上，引发X染色体失活。X失活中 心还有“记数”的功能，即保持每个二倍体中仅有一条X染 色体有活性，其余全部失活，但机制不明。X染色体的失活 状态需要表观遗传修饰如DNA甲基化来维持。这种失活可 以通过有丝或减数分裂遗传给后代。
29
性连锁无汗腺外胚层发育异常基因在3代女性中出现 体细胞嵌镶现象。受累者缺乏汗腺。体表无汗腺区
30
域用蓝色表示
三色猫（玳瑁猫）
31
三、 基因组印记
• 孟德尔遗传规律认为遗传物质不论来自双亲中 的哪一方，都具有相同的表型效应，等位基因 不会因为位于不同亲代来源的染色体上而产生 不同的效应。20世纪50年代末，发现果蝇的白 眼基因座的一些等位基因在子代中有不同的表 达，这取决于该等位基因来自父方还是母方。
37
例：有袋类动物的X染色体通常是来自父 亲的那一条失活，但当女儿将父亲遗传给 她的那一条失活X染色体传递给她的儿子 时，这条染色体又被重新激活。
2. 朊粒在哺乳动物中引起疾病
目前已发现的朊粒疾病 • 羊搔痒症（scrapie） • 疯牛病(BSE) • 克雅氏病(CJD) • 库鲁（Kuru）病
48
朊粒疾病的机制
49
PrP 蛋白的互作受物种的限制
50
PrP 蛋白的互作限制表明
• 感染需要有内源的蛋白质，假设是它提 供了被转换成感染因子的原料。
25
X染色体失活的机制
X染色体失活被X失活中心(X-inactivation center，Xic)所控制， 是一种反义转录调控模式。这个失活中心存在着X染色体失 活特异性转录基因Xist(X-inactive-specific transcript)，当失活 的命令下达时，这个基因就会产生一个17kb不翻译的RNA 包裹在合成它的X染色体上，引发X染色体失活。X失活中 心还有“记数”的功能，即保持每个二倍体中仅有一条X染 色体有活性，其余全部失活，但机制不明。X染色体的失活 状态需要表观遗传修饰如DNA甲基化来维持。这种失活可 以通过有丝或减数分裂遗传给后代。
29
性连锁无汗腺外胚层发育异常基因在3代女性中出现 体细胞嵌镶现象。受累者缺乏汗腺。体表无汗腺区
30
域用蓝色表示
三色猫（玳瑁猫）
31
三、 基因组印记
• 孟德尔遗传规律认为遗传物质不论来自双亲中 的哪一方，都具有相同的表型效应，等位基因 不会因为位于不同亲代来源的染色体上而产生 不同的效应。20世纪50年代末，发现果蝇的白 眼基因座的一些等位基因在子代中有不同的表 达，这取决于该等位基因来自父方还是母方。
37
例：有袋类动物的X染色体通常是来自父 亲的那一条失活，但当女儿将父亲遗传给 她的那一条失活X染色体传递给她的儿子 时，这条染色体又被重新激活。
计算表观遗传学名词解释
计算表观遗传学名词解释
计算表观遗传学 (Computational Epigenetics) 是一门利用计算机科学和机器学习方法研究表观遗传学的学科。
在该领域中，研究人员使用计算手段处理和分析表观遗传学数据，例如 DNA 甲基化、染色质修饰、RNA 表达等。
计算表观遗传学旨在探索表观遗传学机制，解释生物体内表观遗传学现象，并为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法。
在计算表观遗传学中，常用的方法包括机器学习、深度学习、数据挖掘等。
这些方法被用于特征提取、模式识别、预测模型构建等方面。
例如，研究人员可以使用机器学习方法对表观遗传学数据进行分类和聚类，从而探索数据中的模式和规律。
深度学习方法则可以用于对表观遗传学数据进行可视化和三维建模，以揭示细胞内复杂的表观遗传学机制。
计算表观遗传学的研究对于理解生物体内表观遗传学机制、探索疾病诊断和治疗新方法具有重要意义。
随着计算技术和表观遗传学研究的不断发展，计算表观遗传学将成为未来生命科学研究中不可或缺的一部分。
表观遗传学课件教学课件
03
亚硫酸氢盐测序PCR
结合重亚硫酸盐处理和PCR技术，对特 定区域DNA甲基化进行精确检测。
组蛋白修饰检测技术
染色质免疫沉淀技术
利用特异性抗体与组蛋白修饰结合，通过沉淀和洗脱步骤 富集特定修饰的组蛋白及其结合的DNA片段，进一步分析 组蛋白修饰在基因表达调控中的作用。
组蛋白修饰酶活性检测技术
通过检测组蛋白修饰酶的活性，了解其在细胞内的作用和 调控机制。
RNA结合蛋白分析技术
通过检测非编码RNA与RNA结合蛋白的相互作用，了解其在细胞 内的功能和调控机制。
其他表观遗传学研究技术
染色质构象捕获技术
利用高通量测序技术对染色质构象进行捕获和分析，揭示表观遗传 信息在三维空间中的分布和调控机制。
单细胞测序技术
通过单细胞测序技术对单个细胞的表观遗传信息进行检测和分析， 揭示细胞间的异质性和表观遗传信息的动态变化。
自身免疫性疾病与表观遗传学
DNA甲基化与自身免疫性疾病
DNA甲基化异常可导致免疫细胞功能紊乱和自身免疫反应的发生。
组蛋白修饰与自身免疫性疾病
组蛋白修饰异常可影响免疫细胞的分化和功能，进而参与自身免疫性疾病的发生和发展。
非编码RNA与自身免疫性疾病
非编码RNA可通过调控基因表达和表观遗传修饰等方式参与自身免疫性疾病的发生和发展。
生物信息学分析技术
利用生物信息学方法对表观遗传学数据进行整合和分析，挖掘其中的 关键信息和调控网络。
05 表观遗传学的应 用前景与挑战
表观遗传学在医学领域的应用前景
疾病诊断
表观遗传学可用于疾病的早期诊 断和预后评估，例如通过检测特 定基因的表观遗传修饰来预测癌
症的发生和发展。
个性化医疗
第十章 计算表观遗传学
处理及分析表
观遗传数据
挖掘表观 遗传现象
常用的算法 统计学方法 回归分析 模式识别方法
支持向量机
决策树
相关分析及判别分析
聚类分析
贝叶斯网络
最小二乘法 最近邻算法
主成分分析
因子分析
（四）功能层面
目的 有效利用当前已有的高通量表观基因组数据
单核苷酸多态、DNA甲基化与基因表达之间的关 系，挖掘调控基因表达的关键因子。
（三）计算表观遗传学与进化
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化和组蛋白修饰有潜在的临床用途 附加的诊断工具 用于普遍临床实践
抑癌基因高甲基化和DNA 预后因子 高甲基化谱可用于癌症病 人预后指示器 特定基因的高甲基化可对 治疗反应进行预测
治疗反应预测
2. 改进的CpG岛定义
Takai和Jones
增加最短长度、CpG O/E值
GC含量分别到500 bp,0.65% 和 55%对预测精度 的影响。 通过使阈值更加严格，Alu重复元件得到最大程 度的排除，但此时却排除了原来数量10%的CpG
岛，这表明一些真正的CpG岛可能也被排除。
常见的CpG岛预测算法
（二）DNA甲基化对转录的调控
1. DNA甲基化阻碍转录因子的结合 2. DNA甲基化识别染色质标记 3. DNA甲基化募集其他蛋白引起染色质沉默
4. DNA甲基化影响核小体定位
CpG岛甲基化和转录的关系
（三）DNA甲基化的意义
CpG二核苷酸的甲基化与重复元件沉默 CpG二核苷酸的甲基化与染色体的选择性沉默
NimbleGen
什么是表观遗传学什么是表观遗传学，简述其研究进展
什么是表观遗传学什么是表观遗传学，简述其研究进展表观遗传学（epige***ics）——主要研究任务是通过对生活习惯、饮食习惯等因素的研究，寻找在没有改变dna序列的前体下，环境如何影响我们的基因的答案。
比如说，空气中的污染物如何改变一个人的dna的表达，从而导致像肺气肿或肺癌之类的疾病。
在基因组中除了dna和rna序列以外，还有许多调控基因的资讯，它们虽然本身不改变基因的序列，但是可以通过基因修饰，蛋白质与蛋白质、dna和其它分子的相互作用，而影响和调节遗传的基因的功能和特性，并且通过细胞**和增殖周期影响遗传。
因此表观遗传学又称为实验遗传学、化学遗传学、特异性遗传学、后遗传学、表遗传学和基因外调节系统，它是生命科学中一个普遍而又十分重要的新的研究领域。
它不仅对基因表达、调控、遗传有重要作用，而且在肿瘤、免疫等许多疾病的发生和防治中亦具有十分重要的意义。
表观遗传学（epige***ics）研究转录前基因在染色质水平的结构修饰对基因功能的影响，这种修饰可通过细胞**和增值周期进行传递。
表观遗传学已成为生命科学中普遍关注的前沿，在功能基因组时代尤其如此。
免疫系统被认为是一个解析表观遗传学调控机制的良好模型，而且免疫细胞伯分化及功能表达和表观遗传学的联络甚密，无疑使这一交叉领域的发展一开始就置身于一片沃土之中。
为此，本文对表观遗传学的免疫学意义作一简介，侧面重于t细胞分化特别是th1、th2及相关细胞因子基因表达中的表观遗传学调控。
研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化什么是表观遗传学，简述其研究进展表观遗传学，研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达的可遗传的变化的一门遗传学分支学科。
发展一直以来人们都认为基因组dna决定着生物体的全部表型，但逐渐发现有些现象无法用经典遗传学理论解释，比如基因完全相同的同卵双生双胞胎在同样的环境中长大后，他们在性格、健康等方面会有较大的差异。
表观遗传学概论课件
03
表观遗传变异与疾病关系
肿瘤发生发展中表观遗传变异作用
DNA甲基化异常
抑癌基因高甲基化导致沉默，原癌基因低甲基化而活 化。
组蛋白修饰改变
组蛋白乙酰化、甲基化等修饰异常影响染色质结构和 基因表达。
非编码RNA调控
miRNA、lncRNA等通过调控靶基因表达参与肿瘤发 生发展。
神经系统疾病中表观遗传变异影响
脂肪代谢异常
表观遗传变异调控脂肪细胞分化和脂质代谢相 关基因表达，引发脂肪代谢异常。
糖尿病及其并发症
表观遗传变异在糖尿病及其并发症的发生发展中发挥重要作用。
其他类型疾病与表观遗传变异关系
自身免疫性疾病
表观遗传变异影响免疫细胞分化和功能，导 致自身免疫性疾病。
心血管疾病
表观遗传变异与高血压、动脉粥样硬化等心 血管疾病的发生发展有关。
表观遗传学特点
在不改变DNA序列的前提下，通 过DNA甲基化、组蛋白修饰等方 式调控基因表达。
表观遗传学与遗传学关系
表观遗传学与遗传学相互补充，共同揭示生物遗 传信息的传递和表达机制。
遗传学关注基因序列的遗传信息，而表观遗传学 关注基因表达的调控机制。
二者在生物发育、疾病发生发展等方面具有密切 联系。
组蛋白修饰
定义
组蛋白修饰是指对组蛋白 分子进行化学修饰的过程 ，包括乙酰化、甲基化、 磷酸化等。
机制
通过组蛋白修饰酶的催化 作用，对组蛋白的特定氨 基酸残基进行修饰，改变 组蛋白的电荷和构象。
功能
影响染色质的结构和功能 ，进而调控基因的表达。 与细胞分化、发育、记忆 等生物学过程密切相关。
非编码RNA调控
甲基化DNA免疫共沉淀技术
利用特异性抗体与甲基化DNA结合，通过免疫共 沉淀的方法富集甲基化DNA片段，再进行高通量 测序分析。
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（三）计算表观遗传学与进化
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化的进化分析
DNA甲基化和组蛋白修饰有潜在的临床用途 附加的诊断工具 用于普遍临床实践
抑癌基因高甲基化和DNA 预后因子 高甲基化谱可用于癌症病 人预后指示器 特定基因的高甲基化可对 治疗反应进行预测
治疗反应预测
meet the CpG island criteria
Then slide the window back toward the island.
Keep sliding until the window meets CpG island criteria.
If it doesn’t meet the criteria, try trimming a base pair off each end and analyzing again.
And analyze again.
And again.
Until it meets the criteria
Then jump ahead and check the window adjacent to the island on the 3’ side.
Repeat as needed, until the new window does not
定，分析
印记位点
器或服务
四、异常DNA甲基化特征识别
（一）癌症基因组整体低甲基化 （二）癌基因的印记丢失 （三）基因超甲基化是癌症的标志
不同癌症之间存在差异
MeInfoText和PubMeth数据库汇总了癌症特异的异 常甲基化信息。使用生物信息学方法有助于进一步 扩充已知的异常甲基化基因列表的信息。
2. 改进的CpG岛定义
Takai和Jones
增加最短长度、CpG O/E值
GC含量分别到500 bp,0.65% 和 55%对预测精度 的影响。 通过使阈值更加严格，Alu重复元件得到最大程 度的排除，但此时却排除了原来数量10%的CpG
岛，这表明一些真正的CpG岛可能也被排除。
常见的CpG岛预测算法
生物信息学
生物信息学
第十章
计算表观遗传学
哈尔滨医科大学 张岩
长颈鹿的来源
第一节
引言
Section 1 Introduction
一、表观遗传学（epigenetics）
表观遗传学是研究不涉及DNA序列改变的情况下， DNA甲基化谱、染色质结构状态和基因表达谱在细 胞代间传递的遗传现象的一门科学。
遗传现象:生物界普遍存在的现象
表观遗传现象:生物界普遍存在的另一现象
二、计算表观遗传学
• 应用及开发生物信息学方法（统计分析，模式识
别等）解决生物医学相关的表观遗传学问题。
计 算 表 观 遗 传 学
生物信息学构架了基因组学与表观基因组学的桥梁
表观遗传学领域全球发表的论文
计算表观遗传学的发展
（一）DNA甲基化的检测方法
目前常用的DNA甲基化检测方法是将待检序列中 甲基化的胞嘧啶转化为其他碱基组成的变化。最新 的检测方法还用到了基因微阵列（microarray）。 1.限制性内切酶法
2.亲和纯化
3.重亚硫酸钠法
1.限制性内切酶法
使用甲基化敏感的酶检测DNA甲基化
2.亲和纯化
3.重亚硫酸钠法
三、计算表观遗传学研究方向
预测的角度研究表观遗传现象。 应用生物信息学工具建立遗传与表观遗传调控
网络。
表观遗传数据库。 建立在表观遗传机制基础的功能基因组及比较
基因组研究。
四、计算表观遗传学研究内容
（一）数据层面
分子水平的表观遗传修饰
（二）数据分类
（三）算法层面
开发新 方法 和工具
处理及分析表
观遗传数据
挖掘表观 遗传现象
常用的算法 统计学方法 回归分析 模式识别方法
支持向量机
决策树
相关分析及判别分析
聚类分析
贝叶斯网络
最小二乘法 最近邻算法
主成分分析
因子分析
（四）功能层面
目的 有效利用当前已有的高通量表观基因组数据
单核苷酸多态、DNA甲基化与基因表达之间的关 系，挖掘调控基因表达的关键因子。
组蛋白乙酰化主要促使基因表达和DNA复制，使
组蛋白乙酰化定位的基因得到动态的调控。组蛋
白去乙酰化则使基因沉默。 组蛋白的磷酸化可以改变组蛋白的电荷，对基因 转录、DNA修复和染色质凝聚等过程起调控作用。 组蛋白的泛素化可以降解组蛋白的泛素标记，启
动基因表达。
3. 组蛋白修饰的命名法 一个组蛋白修饰的精确表示由三部分组成：组蛋白
（二）DNA甲基化对转录的调控
1. DNA甲基化阻碍转录因子的结合 2. DNA甲基化识别染色质标记 3. DNA甲基化募集其他蛋白引起染色质沉默
4. DNA甲基化影响核小体定位源自CpG岛甲基化和转录的关系
（三）DNA甲基化的意义
CpG二核苷酸的甲基化与重复元件沉默 CpG二核苷酸的甲基化与染色体的选择性沉默
削减
削减
Once it meets CpG island criteria, move on to the
next adjacent window and analyze that.
削减
（二）实验方法寻找CpG岛
Illingworth等人最近开发了一项CXXC亲和纯化技
术（CAP，CXXC affinity purification）以富集非
第二节 基因组的DNA甲基化
Section 2
Genome-wide DNA Methylation
一、CpG岛的DNA甲基化调控基因表达
（一） DNA甲基化与CpG岛
DNA甲基化是一种发生在DNA序列上的化学修饰， 可以在转录及细胞分裂前后被稳定地遗传。DNA甲 基化是重要的表观遗传代码。
DNA甲基化的发生机制
CpGcluster 无限 制 CpG_MI ≥50
差异取决于以下因素
（1）任意阈值的应用； （2）没有考虑到CpG岛的异质性； （3）基于DNA序列的预测方法忽略了DNA甲基化状态。
举例：窗口法 Analyze a window.
Does it meet CpG island criteria? If not, slide to the right one nucleotide
组蛋白的氨基酸残基可以接受许多种化学修饰，包
括甲基化和乙酰化等修饰。质谱分析检测到组蛋白 H2A有13个可以接受修饰的位点，H2B、H3和H4 则分别有12个，21个和14个可以接受修饰的位点。 每个氨基酸残基位点可以发生至少一种化学修饰。
2. 细胞分化过程中的组蛋白密码 组蛋白修饰的调控在许多生理过程中起到重要作用，
DNA甲基化大规模分析可用平台一览表
技术 阵列 应用 性发现和分 析 Affymetrix 芯片 全基因组甲 基化测定 优势 定量，多达96个样品 的同时快速分析 局限 需要设计引物文 库，同时只能分 析1536个位点 探针密度大，支持物 短寡核苷酸噪声 种多，可定制，价格 大，单通道杂交， 合理 定制芯片昂贵 Illumina磁珠 甲基化多态
名称+组蛋白尾巴上的位点+修饰类型和个数。
• 例如基因转录起始位点富集普遍存在H3K4me3 修饰，它是组蛋白H3上，具体的位置为第四个 位置即赖氨酸（lysine, K），该位置存在三个甲 基基团。
• 又如H3K9me，则表示组蛋白H3上的第九位置上 的甲基化修饰，但并没有指定甲基集团的数目，
则泛指组蛋白甲基化修饰，这些模糊记法已被广
（二）基因组范围高通量的DNA甲基化检测方法
高通量测序是最新发展起来的但却是最有前途的
全基因组DNA甲基化分析方法。高通量测序技术
的出现，使得产生大量序列信息的时间和成本均 要低于桑格法。
目前，两种高通量的测序平台最为流行：一种是 454生命科学公司开发的焦磷酸测序方法，另外一 种是Illumina前身的Solexa开发的基于荧光核苷酸 的系统。
因组DNA中提取CpG岛。他们从人类血液中提取了 超过17000个CpG岛。
实验方法确定的基因组范围CpG岛图谱
（三）CpG岛定位有助于发现新基因
CpG岛是重要的调控元件,可用于新基因的发现。
CpG岛通常是不被甲基化的，作为管家基因的重
要标志之一。
UCSC数据库的截图展示了三个CpG岛
三、实验检测技术测定DNA甲基化状态
NimbleGen
微阵列
全基因组甲
基化测定
长寡核苷酸探针产生
更纯净的数据，双通 道杂交，定制芯片不
较Affymetrix芯
片的探针密度小
昂贵，价格合理
DNA甲基化大规模分析可用平台一览表
技术 Agilent微阵 列 应用 大规模甲 基化测定 优势 长寡核苷酸探针产 生更纯净的数据， 双通道杂交 Solexa测序 局限 较Affymetrix和 NimbleGen芯 片的探针密度小 得多 全基因组 定量化，无需杂交， 下一代技术，需 甲基化测 并行的基因型信息 要购买昂贵的仪
甲基化的CpG富集的DNA片段（CpG岛）。 该技术使用了半胱氨酸富集的对非甲基化的CpG位 点有高亲和性的CXXC3结构域。CXXC结构域对只 包含甲基化的CpG位点或缺乏CpG位点的DNA片段 几乎没有亲和性。
从小鼠Mbd1中得到的重组的CXXC结构域对非甲基
化的CpG位点有高的结合特异性，并被用于从全基
泛地使用。
（二）激活性和抑制性的组蛋白修饰
根据对基因起到激活还是抑制作用，组蛋白修饰可 以大致分为两类：激活性的组蛋白修饰和抑制性的 组蛋白修饰。 激活性的组蛋白修饰中最常见的是H3K4me。 抑制性的组蛋白修饰中最常见的是H3K27me。