根據序列預測表觀遺傳學修飾
日期：2014-09-24 08:53:19
加州大學的生化學家開發了一個程序，可以在DNA序列的基礎上預測表觀遺傳學修飾的定位。他們用這個程序對人類胚胎細胞進行了分析，并將結果發表在九月二十一日的Nature Methods雜志上。
“雖然我們的細胞執行著不同的功能，但它們都有同樣的遺傳學藍圖，”文章的第一作者John Whitaker說。“皮膚細胞提供保護，神經細胞發送信號，它們之間存在差異是因為有不同的基因被活化或沉默。”
這些基因活化模式，受到表觀遺傳學修飾的控制。表觀遺傳學修飾可以在不改變DNA序列的基礎上，決定特定細胞中的基因是否被讀取。
研究人員分析了有表觀遺傳學修飾和無表觀遺傳學修飾的序列，鑒定了與這些修飾有關的DNA模式。他們在此基礎上開發了軟件Epigram，Epigram是一個通過DNA模體預測組蛋白修飾和DNA甲基化模式的分析軟件。
“人們才剛剛開始破譯遺傳學和表觀遺傳學調控之間互作，”領導這項研究的王偉（音譯Wei Wang）教授說。“這項研究顯示，DNA結合蛋白識別特定的DNA序列，”決定了表觀遺傳學修飾在基因組中的定位。
在受精卵發育成為復雜生物的過程中，表觀遺傳學修飾起到了重要的指導作用，而染色質修飾酶及其輔因子負責表觀基因組的建立和維持。鑒定調控表觀基因組修飾的順式元件，對于理解基因表達模式的調控機制非常關鍵。
研究人員選取了人類胚胎干細胞及其衍生出來的四個細胞系，分析了塑造表觀基因組的順式元件。研究顯示，許多DNA模體都有特殊的空間偏好，比如H3K27ac中間、H3K4me3和H3K9me3邊緣。
表觀基因組受到干擾會損害整個發育過程，事實上這個問題在生命中任何時候都可能發生，有時甚至會引發疾病。鑒定那些決定表觀遺傳學修飾定位的DNA序列，可以為相關實驗分析提供指引。人們可以通過編輯這些序列進行功能研究，或者在此基礎上修復表觀遺傳學錯誤。
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