DNA甲基化与检测方法简介-生命奥秘.PDF

DNA 甲基化与检测方法简介 到遗传，我们都已经习惯于这样的概念，即基因组的编码信息存在于ACGT这四种碱基 提的排列顺序中。然而，诸如胞嘧啶的甲基化修饰及其分布，组蛋白的乙酰化等，同样影 响着表型。这就构成了表观遗传学(epigenetics)的主要研究内容。其实，早在1942年， C.H.Waddinton就提出了表观遗传学的概念，他指出，表观遗传与遗传相对，主要研究基因型和表型的关 系。而现在，对于表观遗传学，比较统一的认识是，其研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能 的可逆的可遗传的改变。也就是说，在不改变基因组序列的前提下，通过DNA和组蛋白的修饰等来调控基因 表达，其中又以DNA 甲基化(DNA methylation)最为常见，成为表观遗传学的重要组成部分。随着人类基因组 计划的开展，科学家们开始在基因组水平来研究表观遗传学，逐步形成表观基因组学(epigenomics) 。表观基 因组学就是要在整个基因组水平来研究表观遗传过程以及与这些过程密切相关的特定基因组区域的识别与鉴 定。2000年10月，人类表观基因组协会(Human Epigenome Consortium) 由欧盟赞助，启动了旨在于人类6号 染色体MHC区域首先做出DNA 的甲基化图谱的先导计划(Pilot Proj ect) 。该计划顺利完成，引导启动了2003 年的人类表观基因组计划(Human Epigenome Proj ect ，HEP)。2005年，美国国立卫生院(NIH)下属的国立癌 症研究所启动了癌症基因组先导计划。2006年，该所与国立人类基因组研究所一起共同启动癌症基因组计划 (Cancer Genome Proj ect) 。表观基因组学和DNA 甲基化与癌症的研究成为新的热点。本文将简要介绍DNA 甲基化与CpG岛，癌症与DNA 甲基化以及DNA 甲基化的重要检测方法。 DNA 甲基化与CpG岛： 的某些区域中，通常是基因的启动子区域，5 ’端 在人类表观遗传学研究中，最常见的就是 非翻译区和第一个外显子区，CpG序列密度非常 C p G 二核苷酸中胞嘧啶的甲基化修饰。其主要 高，超过均值5倍以上，成为鸟嘌呤和胞嘧啶的富 过程是，在C p G 甲基化结合蛋白( M e t h y l - C p G 集区，称之为CpG岛(CpG Islands, CGIs)。 Binding Proteins,MBDs) 和DNA 甲基化转移酶(DNA C p G 岛的概念最早由A d r ia n B i rd 提出， methyltransferases, DNMTs)的作用下，使CpG二核 他称之为未甲基化的Ha p I I小片段( Hpa I I T i ny 苷酸5 ’端的胞嘧啶转变成为5 ’ 甲基胞嘧啶。在正 Fragment ，HTF)，更正式的定义是 “区域”，该 常人类的DNA 中，约有3-6% 的胞嘧啶被甲基化。在 区域的序列长度至少200个碱基对，GC含量超过 哺乳动物中，约有50,000,000个CpG二核苷酸，其中 50%，CpG 比值(观测值/期望值) 超过0 .6 。 CpG 70%被甲基化。而那些可被甲基化的CpG 二核苷酸 比值的计算方法如下： 并非随机的分布于基因组序列中，相反，在基因组 最近，为了排除那些Alu重复序列，提出了更 该区域的CpG二核苷酸数 （#CpG ） * 该区域的碱基数 （#N） 该区域的胞嘧啶C的数目 （#C ）鸟嘌呤G的数目 （#C ） * 37 回目录 生命奥秘 技术方法 严格的标准：长度至少500