表观遗传学的研究成果与前瞻
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表观遗传学的研究成果与前瞻随着现代科学技术不断发展,人们对基因与遗传学的了解越来越深入,表观遗传学作为遗传学的一个新兴领域,正越来越受到人们的关注。
表观遗传学研究的正是基因表达某些特定的外显形态、行为和生物代谢方式方面的调节机制,从而揭示基因变异与环境之间相互作用的本质。
本文将简单介绍近年来表观遗传学领域的一些重要研究成果,以及对未来的展望。
一、表观遗传学的基本概念
表观遗传学(Epigenetics)早期被定义为“在不改变DNA序列的情况下,通过诸如DNA甲基化,组蛋白修饰及RNA介导的转录后修饰等方式维持遗传信息稳定的一系列现象和过程”。
由此得以理解,表观遗传学是强调基因表达调节机制的遗传学分支,而不是简单地关注基因本身的变异。
随着研究的不断深入,表观遗传学的研究领域也在不断扩充,研究对象涉及从宏观到微观的多个层面。
二、表观遗传学的研究成果
随着表观遗传学研究的不断深入,不断涌现出一些令人瞩目的
研究成果。
1.糖基化修饰
在这方面的研究中,最为著名的有贝克曼研究组使用LC-MS
技术进行了全球性研究;另外,美国的麦克米兰实验室利用新型
的分子细胞病理学技术,在体内细胞组成的缺血、缺氧环境中通
过提高ATP水平酶,同时促进乳酸脱氢酶的解氧冗余表达,发现
下调了DNMT1转录和它表观上修饰过程。
2.表观遗传学与心理行为
表观遗传学调节基因表达的作用与心理行为起着关键作用,以
前在人脑组织内抑制BDNF的DNA甲基化位点研究显示,人脑组织内BDNF的DNA甲基化位点与忧郁症的发生显著相关,且表观遗传作用是一个介于基因与环境之间的影响,而不只是两者之一。
表观遗传学还影响到了母性行为的发生,对新生儿的抚养行为和
成年恋爱关系等也产生了不可忽视的影响。
3.代谢与表观遗传
研究表明,饮食和环境对代谢的调控与表观遗传形成的复杂网络相互作用。
表观遗传学治疗法已经开始在一些胰岛素抵抗患者的临床实验中使用,治疗基因表达及内部血管炎症反应的干扰,复杂网络中环境因素对基因表达的调控机制,我们还需要更深入的研究。
此外,以最近数据显示糖尿病是由代谢环境改变而诱导的一种慢性炎症疾病,这会导致大量的基因表达变化,包括细菌在内的微生物有许多致病因子,应该在表观遗传学中的泥潭来解决糖尿病的机制,未来的研究需要进一步探索。
三、表观遗传学的前瞻
表观遗传学当前的研究成果显示出其无限的前景,将会深入影响到人类健康领域和其他的科学领域。
其效应对未来疾病预防与治疗方面的深层次影响将会非常巨大。
未来表观遗传学的研究将特注于多个方面:
1.肿瘤生物学中的表观遗传学研究
表观因子与疾病的发生发展存在着必然的关系,其中最具研究前景的是肿瘤生物学。
由于表观遗传与体细胞染色质状态相关,能够调节 DNA复制稳定性和Su总体蛋白磁盘的整合性。
相对比起遗传突变所导纳的蛋白质及其他化学验剂筛选方式,表观遗传作为相对提前的肿瘤生物学研究中的有效载体被广泛应用于肿瘤的诊断和治疗。
2.基因诱导多能干细胞(iPSC)的表观遗传学
目前已经在iPSC的研究中被广泛引用,使用表观遗传在环境和生长因子基础上精准地进行干细胞的卵巢分化操作。
iPSC具有广泛用途,了解它们的表观遗传学对不同方法的定制和人类疾病的治疗都具有良好的参考价值。
例如,患者特异性iPSC使用表观遗传学来纠正染色体易位/缺失、基因突变、修饰蛋白和全基因组位点以上不同,这是目前患者特异性治疗制度的重要研究内容。
3.表观遗传学与环境研究的深入探索
表观遗传学与环境的关系是非常密切的,研究表明,kys-1基因可影响细胞内许多过程与环境有关;表观修饰因子设计的缺失方案不受β-CAT的影响,使其免疫形成疾病;表观遗传的细胞时
钟功能被LT后依然保持不变,而与环境的相互作用却对基因表达模式产生了影响。
因此,探讨表观遗传与环境之间的相互关系将
是未来表观遗传学研究的一个重要领域。
总的来说,表观遗传学绝不受人们简单视为“基因外的基因”,
研究其中的复杂机制将影响到人类健康领域的许多方面,与环境、疾病、人类发展都有着密切关联。
表观遗传学研究成果取得的不
断进展可以帮助我们更好地理解人类基因组的复杂性,这对于治
疗人类疾病和更好地维护健康有着深远的意义。
未来表观遗传学
的研究将集中于多个领域,继续揭示这一复杂的遗传调节机制,
我们期待在接下来的发展过程中看到更多的惊人研究成果。