时光 第一讲 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。
分子遗传学基础—表观遗传学概述(普通遗传学课件)
基因处于不同的修饰状态。 蛋白修饰：通过对特殊蛋白修饰或改变蛋白的构象实现对基因表
达的调控。 非编码RNA调控：通过某些机制实现对基因转录的调控，如RNA
干扰。
（二）意义 任何一个层面异常，都将影响染色质结构和基因表达，导致复杂
综合征、多因素疾病以及癌症。和DNA序列改变不同的是，许多表观 遗传的改变是可逆的，这就为疾病的治疗提供乐观的前景。
父本PWS印记中心缺失
1956年Prader-Willi综合症（PWS），患者矮小、肥胖、中度智力低下。 经染色体核型分析表明：父本染色体15q11-13区段缺失。
母本AS印记中心缺失
1968年Angelman综合症（AS），共 济失调、智力低下和失语。经染色体核型 分析表明：母本染色体15q11-13区段缺失。
四、DNA甲基化的机制
1、哺乳动物基因组中5mC占胞嘧啶总量的2%-7%，约70%的 5mC存在于CpG二连核苷。
2、在结构基因的5’端调控区域, CpG二连核苷常常以成簇串联形 式排列，这种富含CpG二连核苷的区域称为CpG岛，其大小为5001000bp，约56%的编码基因含该结构。
3、基因调控元件(如启动子)所含CpG岛中的5mC会阻碍转录因 子复合体与DNA的结合。
《遗传学》
表观遗传学—DNA甲基化
内容
一 DNA甲基化试验 二 DNA甲基化定义 三 DNA甲基化功能 四 DNA甲基化机制
一、DNA甲基化试验
试验处理：以基因型为a/a的母鼠及其孕育的基因型为AVY/a的仔 鼠作实验对象。
孕鼠分为两组，试验组孕鼠除喂以标准饲料外，从受孕前两周起 还增加富含甲基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料，而对照组孕鼠只喂标 准饲料。
2、不遵循孟德尔定律，是一种典型的非孟德尔遗传，正反 交结果不同。
达的调控。 非编码RNA调控：通过某些机制实现对基因转录的调控，如RNA
干扰。
（二）意义 任何一个层面异常，都将影响染色质结构和基因表达，导致复杂
综合征、多因素疾病以及癌症。和DNA序列改变不同的是，许多表观 遗传的改变是可逆的，这就为疾病的治疗提供乐观的前景。
父本PWS印记中心缺失
1956年Prader-Willi综合症（PWS），患者矮小、肥胖、中度智力低下。 经染色体核型分析表明：父本染色体15q11-13区段缺失。
母本AS印记中心缺失
1968年Angelman综合症（AS），共 济失调、智力低下和失语。经染色体核型 分析表明：母本染色体15q11-13区段缺失。
四、DNA甲基化的机制
1、哺乳动物基因组中5mC占胞嘧啶总量的2%-7%，约70%的 5mC存在于CpG二连核苷。
2、在结构基因的5’端调控区域, CpG二连核苷常常以成簇串联形 式排列，这种富含CpG二连核苷的区域称为CpG岛，其大小为5001000bp，约56%的编码基因含该结构。
3、基因调控元件(如启动子)所含CpG岛中的5mC会阻碍转录因 子复合体与DNA的结合。
《遗传学》
表观遗传学—DNA甲基化
内容
一 DNA甲基化试验 二 DNA甲基化定义 三 DNA甲基化功能 四 DNA甲基化机制
一、DNA甲基化试验
试验处理：以基因型为a/a的母鼠及其孕育的基因型为AVY/a的仔 鼠作实验对象。
孕鼠分为两组，试验组孕鼠除喂以标准饲料外，从受孕前两周起 还增加富含甲基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料，而对照组孕鼠只喂标 准饲料。
2、不遵循孟德尔定律，是一种典型的非孟德尔遗传，正反 交结果不同。
时光第一讲表观遗传学
PEV(position effect variegantion)
Su(var) group genes Su(var)3-9
SU(VAR)3-9 protein family
Human SUV39H1 mice Suv39h1 S. pombe CLR4 murine Suv39h2
The chromo domains SET domains adjacent cysteine-rich regions
• 表型变化是“开关型”的。
• 例子：噬菌体在裂解型和溶原型间的转变； 大肠杆菌的菌毛形态转变；果蝇的位置花 斑现象；X染色体失活。
.
11
遗传学与表观遗传学
.
12
DNA和染色质
“你可以继承DNA序列之外的一些东西，这正是现代遗传学中让我们激
动的地方”（Watson 2003） .
13
经典遗传学与现代遗传学区别
（1）小鼠和人类基因组之间有85%到90%的遗传基因完全相同 （2）人类和小鼠都有大约30000条基因，其中约有80%的基因是 “完全一样的”。 （3）人和小鼠鼠大约共享有99%的类似基因
.
3
双胞胎
性格 长相
.
4
表观遗传学研究历史
.
5
表观遗传学
.
6
表观遗传学从现象到领域：染色体重排 • 1930年 H.J. Muller 提出位置花斑现象（果蝇）
• 1975年Riggs、Holliday和Pugh提出DNA甲基化作为表观遗 传学标志。
• DNA甲基化在基因沉默中的作用。 • 等位基因发现 • 果蝇位置花斑现象：DNA甲基化水平很低，暗示还有一种
表观遗传机制存在。
.
Su(var) group genes Su(var)3-9
SU(VAR)3-9 protein family
Human SUV39H1 mice Suv39h1 S. pombe CLR4 murine Suv39h2
The chromo domains SET domains adjacent cysteine-rich regions
• 表型变化是“开关型”的。
• 例子：噬菌体在裂解型和溶原型间的转变； 大肠杆菌的菌毛形态转变；果蝇的位置花 斑现象；X染色体失活。
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11
遗传学与表观遗传学
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12
DNA和染色质
“你可以继承DNA序列之外的一些东西，这正是现代遗传学中让我们激
动的地方”（Watson 2003） .
13
经典遗传学与现代遗传学区别
（1）小鼠和人类基因组之间有85%到90%的遗传基因完全相同 （2）人类和小鼠都有大约30000条基因，其中约有80%的基因是 “完全一样的”。 （3）人和小鼠鼠大约共享有99%的类似基因
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3
双胞胎
性格 长相
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4
表观遗传学研究历史
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5
表观遗传学
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6
表观遗传学从现象到领域：染色体重排 • 1930年 H.J. Muller 提出位置花斑现象（果蝇）
• 1975年Riggs、Holliday和Pugh提出DNA甲基化作为表观遗 传学标志。
• DNA甲基化在基因沉默中的作用。 • 等位基因发现 • 果蝇位置花斑现象：DNA甲基化水平很低，暗示还有一种
表观遗传机制存在。
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时光 第一讲 表观遗传学共95页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
时光 第一讲 表观遗传学
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
表观遗传学(研究生课件)
染色质重塑的研究方法
• 研究染色质重塑的方法包括遗传学方法、生物化学方法以及显 微镜技术等。遗传学方法包括基因敲除和转基因技术等，可以 用于研究染色质重塑酶和组蛋白修饰酶的功能。生物化学方法 包括蛋白质纯化和结晶化技术、质谱分析和代谢组学技术等， 可以用于研究染色质重塑酶和组蛋白修饰酶的相互作用和生物 化学性质。显微镜技术则可以用于观察染色质结构和动态变化。
基因组学方法
通过基因组学技术，研究非编码RNA的基因组位置、 序列和结构等信息。
转录组学方法
通过转录组学技术，研究非编码RNA的表达水平和转 录本信息。
蛋白质组学方法
通过蛋白质组学技术，研究非编码RNA对蛋白质表达 和功能的影响。
05
表观遗传学与疾病
表观遗传学与肿瘤
肿瘤表观遗传学
研究肿瘤发生发展过程中表观遗传机 制的改变，包括DNA甲基化、组蛋白 修饰和非编码RNA等。
表观遗传学的研究内容
总结词
表观遗传学的研究内容包括表观遗传修饰的机制、表观遗传与疾病的关系以及表观遗传修饰的干预策 略。
详细描述
表观遗传学研究DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控等机制，探讨这些修饰如何影响基因表达 和细胞功能。同时，研究表观遗传学与各种疾病的关系，包括癌症、神经退行性疾病和代谢性疾病等 。此外，还研究如何通过干预表观遗传修饰来治疗疾病。
表观遗传学的重要性
总结词
表观遗传学在理解生物学过程、疾病机制和治疗策略方面具有重要意义。
详细描述ห้องสมุดไป่ตู้
表观遗传学在理解细胞分化、胚胎发育和衰老等生物学过程中发挥关键作用。同时，表观遗传学与许多疾病的发 生和发展密切相关，为疾病的诊断和治疗提供了新的视角。此外，表观遗传修饰的可逆性为疾病治疗提供了潜在 的干预策略，有助于开发新的治疗方法和药物。
表观遗传学简述ppt课件.pptx
总结
表观遗传学信息提供了何时、何地、以何种方式去 执行DNA遗传信息的指令，它通过有丝分裂和减数 分裂将遗传信息从上一代传递给下一代。
决定表观遗传学过程的主要因素为DNA的甲基化、 组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控,这4个 因素的相互关系以及它们如何共同来调节染色质 结构还有待进一步研究。
甲基转移作用通常发生在 5′-胞嘧啶位置上, 具有调 节基因表达和保护DNA该 位点不受特定限制酶降解 的作用。
2、组蛋白修饰
组蛋白是真核生物染色体的基本结构蛋白,是一类 小分子碱性蛋白质,有5种类型:H1、H2A、H2B、H3、 H4,它们富含带正电荷的碱性氨基酸,能够同DN中带 负电荷的磷酸基团相互作用。
小组成员及分工
谢吕欣：表观遗传学最新研究进展资料查找 陈绪：表观遗传学作用机制资料查找、PPT报告 庞锡泉：表观遗传学前沿方向资料查找 金丽菁：PPT制作、文献资料汇总整理
THANK YOU FOR WATCHING
染色质重塑是指 在能量驱动下核 小体的置换或重 新排列,它改变了 核小体在基因启 动子区的排列,增 加了基础转录装 置和启动子的可 接近性。染色质 重塑主要包括2 种类型:
依赖共 价结合 反应的 化学修
饰
利用ATP水解所产生的能量使核小体 结构发生如下4种突变：(1)核小体在 DNA上的滑动；（2）DNA和核小体的 解离；（3）将组蛋白八聚体从染色 质上去除；（4）组蛋白变异体和经 典组蛋白间的置换
表观遗传学的前沿研究与进展
1.非编码RNA的进展
随着复杂性的增加，非蛋白质编码序列日益成为多细 胞生物的基因组的主导者，其相反与蛋白质编码基因， 相当的稳定。它能够在大多数哺乳动物基因组，甚至 所有真核生物细胞和组织中表达，越来越多的证据表 明，非编码ＲＮＡ的表达涉及到基因表达的调控。
表观遗传学专业知识讲座课件
一种结论：个体在发育和 生长过程中获得的环境影 响，被遗传给了后代。 什么决定基因？大自然(环 境)如此丰富多彩、如此变 化不停，很难想象，对于 一个开放的复杂生命系统， 不会打上它的烙印。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
人类同卵双生的孪生子：具有完全相同的基因组，在同样的环境下成 长，俩人的气质和体质应该非常相似。 实际情形：一些孪生子的情况并不符合预期的理论。往往在长大成人 后出现性格、健康方面的很大差异。这种反常现象长期困扰着遗传学 家。 现在科学家们发现：可以在不影响DNA序列的情况下改变基因组的修 饰．这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。
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表观遗传修饰
1. DNA甲基化(DNA methylation)
通 过 甲 基 供 体 ——S- 腺 苷 甲 硫 氨 酸 ， 并 在 DNA 甲 基 转 移 酶 (DNA methyltransferase，DNMT)的催化下，CpG二核苷酸中的胞嘧啶环上5’位置 的氢被活性甲基所取代，从而转变成5-甲基胞嘧啶(5-mC) 。
• 表观遗传学(epigenetic)：DNA的序列不发生变化、基因表达改变、并且这种
改变可稳定遗传。
• 表观遗传学研究的内容： 基因选择性转录、表达的调控。
1. 基因转录后调控。 2. 基因转录后调控。
表观遗传修饰从多个水平上调控基因表达：
1. DNA水平：DNA甲基化
基因表达的变 化（或性状的 变化）一定是 DNA序列变异 的结果吗？
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表观遗传学课件 PPT
核小体
• 核小体定位是核小体在DNA上特异性定位的现象。 • 核小体核心DNA并不是随机的，其具备一定的定向特性。 • 核小体定位机制：
内在定位机制：每个核小体被定位于特定的DNA片断。 外在定位机制：内在定位结束后，核小体以确定的长度 特性重复出现。
• 核小体定位的意义：
核小体定位是DNA正确包装的条件。 核小体定位影响染色质功能。
• 组蛋白修饰种类
乙酰化-- 一般与活化的染色质构型相关联，乙酰化修饰 大多发生在H3、H4的 Lys 残基上。
甲基化-- 发生在H3、H4的 Lys 和 Arg残基上，可以与 基因抑制有关，也可以与基因的激活相关，这往往取决 于被修饰的位置和程度。 磷酸化-- 发生与 Ser 残基，一般与基因活化相关。 泛素化-- 一般是C端Lys修饰，启动基因表达。 SUMO（一种类泛素Байду номын сангаас白）化-- 可稳定异染色质。 其他修饰（如ADP的核糖基化）
组蛋白修饰的检测方法
1.免疫染色
2.染色质免疫共沉淀
3.质谱
三、染色质重塑
• 染色质重塑（chromatin remodeling）是一个重要的表观遗传学 机制。 • 染色质重塑是由染色质重塑复合物介导的一系列以染色质上核小 体变化为基本特征的生物学过程。 • 组蛋白尾巴的化学修饰（乙酰化、甲基化及磷酸化等）可以改变 染色质结构，从而影响邻近基因的活性。
ton) 在 Endeavour 杂志
首次提出表观遗传学。
基因型的遗传(heredity)或
传承(inheritance)是遗传学
研究的主旨 ,而基因型产生
表型的过程则是属于表观
遗传学研究的范畴。
1987 年 ,霍利德( Holliday) 进一步指出可在两个层面上 研究高等生物的基因属性。 第一个层面是基因的世代间传递的规律 ——遗传学。 第二个层面是生物从受精卵到成体的发育过程中基因
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NuRD Complex: nuclesome remodeling and deacetylation complex
H3 (aa1-21)
-
CHD3/CHD4
MTA 1/2/3 P66/68 HDAC 1/2 Rbap 48/46
MBD3
NuRD is also associated with active genes, suggesting a versatile use of NuRD in transcriptional regulation.
• 表观遗传学是在研究与经典孟德尔定律不相符的 许多遗传现象过程中逐步发展起来的。 • 不依赖于DNA序列差异的核继承性。
• 细胞核内等位基因的选择性调控。同卵双生外部 表型差别；环境、饮食等外部因素。 • 表观遗传信息对正常发育的贡献？
DNA甲基化的发现
• 染色体印记和X染色体失活为表观遗传机理研究提供了早 期模型。 • 1975年Riggs、Holliday和Pugh提出DNA甲基化作为表观遗 传学标志。 • DNA甲基化在基因沉默中的作用。 • 等位基因发现 • 果蝇位置花斑现象：DNA甲基化水平很低，暗示还有一种 表观遗传机制存在。
第一个组蛋白赖氨酸甲基化酶的发现过程
Histone amino-terminal modifications influence chromatin structure and function
位置花斑效应（PEV）: 果蝇复眼颜色和形状；玉米颜色
第一个组蛋白赖氨酸甲基化酶的发现过程
PEV(position effect variegantion)
Su(var) group genes Su(var)3-9
SU(VAR)3-9 protein family
Human SUV39H1 mice Suv39h1 S. pombe CLR4 murine Suv39h2
The chromo domains
SET domains human EZH2 human HRX proteins Stephen Rea et al. Science. 2000
（1）小鼠和人类基因组之间有85%到90%的遗传基因完全相同 （2）人类和小鼠都有大约30000条基因，其中约有80%的基因是 “完全一样的”。 （3）人和小鼠鼠大约共享有99%的类似基因
双胞胎
性格 长相
表观遗传学研究历史
表观遗传学
表观遗传学从现象到领域：染色体重排
• 1930年 H.J. Muller 提出位置花斑现象（果蝇）
• 1996年Allis发现首个乙酰化酶Gcn5：组蛋白乙酰化与基因表达 调控联系在一起。
染色质的高级结构
• 分为常染色质和异染色质。 • 常染色质是松散的染色质，既可以是转录处于活跃状态， 也可以是转录非活跃状态。 • 异染色质是高度致密和沉默的染色质，分为组成型异染 色质（永久沉默的染色质）和兼性异染色质（特殊细胞 时期或发育阶段沉默）。 • 染色质是高度动态的大分子结构，接收信号倾向于重塑 或重建。
第一讲
表观遗传学概论
时光
人和小鼠基因组比较
VS
1985年，人类基因组计划 2000年6月26日，参加人类基因组工程项目 的美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦 共和国、日本和中国的6国科学家共同宣布， 人类基因组草图的绘制工作已经完成。 2000年完成小鼠基因组草图的绘制。
人和小鼠基因组比较
VS
组蛋白甲基化
组蛋白甲基化
• • • • 位点（赖氨酸和精氨酸） 甲基化转移酶 去甲基化酶 甲基化识别蛋白
Methylation
组蛋白甲基化酶
• 组蛋白甲基转移酶（Histone methyltransferase，简称为 HMT）是包括组蛋白-赖氨酸N-甲基转移酶与组蛋白-精氨 酸N-甲基转移酶在内的是一大类组蛋白修饰酶类，它们催 化将一个、两个或三个甲基转移到组蛋白的赖氨酸或精氨 酸残基上。被添加上的甲基基团主要位于组蛋白H3和H4特 定赖氨酸或精氨酸上。
DNA is highly compacted into chromatin
• DNA is highly compacted into chromatin • The nucleosome is the fundamental subunit of chromatin
Nucleosome
Nucleosome = a nucleosome core particle + linker DNA+ a linker histone Nucleosome core particle = histone octamer + 147 bp DNA
染色质的研究历史
• 真核生物细胞核中结合于DNA上的蛋白质，尤其是组蛋白可能 参与了DNA修饰。 • 染色质作为转录模板的功能：体外系统加入RNA聚合酶转录产 物。组蛋白解离转录必需。 • 组蛋白乙酰化、甲基化和磷酸化发现。 • 1974年染色质单体---核小体结构。
• 1997年Luger核小体晶体结构：组蛋白N端尾巴调控基因表达调 控以及沉默染色质。
How Histone Modifications work?
1. 2. 3. 4. Affect the nucleosome structure Affect higher order chromatin structure Affect other histone modifications Histone code --- allow or prevent binding of specific histone binding or effector proteins
• ATP依赖性核小体重塑复合物SWI/SNF和NURF。
• 组蛋白修饰和核小体重塑复合体二者是染色质模 板转录所必需的。
核小体动态分布
Chromatin Remodeling Enzyme SWI/SNF
SWIt of the SWI-SNF complex, is mutated in multiple human tumor cell lines
• 表观遗传的主要机制包括组蛋白修饰、染色质 重塑、DNA甲基化、组蛋白变异、基因印记及 RNA干扰等.
表观遗传学研究主要内容
(1)表观遗传信息建立和维持的机制及其间的 相互作用； (2)干细胞维持自我更新的同时及其分化潜能 的表观遗传学编程机制；（细胞身份和干 细胞可塑性） (3)重大疾病肿瘤、再生衰老、代谢性疾病乃 至精神性疾病发病的表观遗传学机制。
所有机制是相互关联的
• • • • • 表观遗传调控的复杂性 动态性 可遗传性 物种差异性 影响因素的复杂性
表观遗传学
• 表观遗传（epigenetics）是指一组不改变基 因型而可决定细胞表现型的遗传机制与现象。
• 其研究的内容是基因序列不发生改变的可遗传 变化，这种可遗传改变调控基因表达的变化， 是基因表达转录调控的另一种方式。
• 表型变化是“开关型”的。 • 例子：噬菌体在裂解型和溶原型间的转变； 大肠杆菌的菌毛形态转变；果蝇的位置花 斑现象；X染色体失活。
遗传学与表观遗传学
DNA和染色质
“你可以继承DNA序列之外的一些东西，这正是现代遗传学中让我们激 动的地方”（Watson 2003）
经典遗传学与现代遗传学区别
“后基因组时代”
表观遗传学概述
• • • • • 组蛋白修饰和组蛋白变异体 DNA甲基化 染色质重塑 基因印记 非编码RNA
一 、组蛋白修饰和组蛋白变异体
Nucleosome with histone posttranslational modifications
Multiple modifications and enormous potential combinations
Loss of Brg1 in mice results in early embryonic lethality, and recent studies have implicated a role for Brg1 in somatic stem cell self-renewal and differentiation.
有悖于“中心法则”
• 1957年F.H.C.克里克最初提出的中心法则是： DNA→RNA→蛋白质。 • 1970年H.M.特明和D.巴尔的摩提出RNA逆转 录DNA，完善“中心法则”。
中心法则否认从蛋白质到DNA的反馈过程。如朊粒有悖于中心法则
表观遗传学现象得出结论
• 非DNA突变引起的可继承的表型变化。
组蛋白乙酰化
Histone acetylation and deacetylation mechanism
乙酰化酶系统
• • • • HAT（GNAT Family；MYST；P300/CBP；SRC） HDAC（Class I /II /III ） HDAC1-10 蛋白复合体（RbAp48，NuRD） In HDAC1 knockout (KO) mice, mice were found to die during embryogenesis. • HDACs 1 and 3 have been found to mediate Rb-RbAp48 interactions which suggests that it functions in cell cycle progression.
组蛋白赖氨酸甲基化酶
组蛋白赖氨酸去甲基化酶的发现
• 氨基酸氧化酶（LSD1）：催化 一甲基和二甲基化的H3K4/9去 甲基化，需要FAD（flavin adenine dinucleotide）协助完 成。
adjacent cysteine-rich regions
Alignment