表观遗传与疾病-表观遗传,细胞重塑与基因的转录调控
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4. Prions Note: DNA 甲基化和组蛋白修饰是可逆的，与上面相对应的逆过程分别 是： 去甲基化，去乙酰话，去磷酸化。。。。。
表观遗传的主要研究内容
1. DNA 甲基化对基因表达的影响 （正常发育和病变） 2. 组蛋白的修饰对基因表达的影响 3. X染色体的失活 4. 基因印记（gene imprinting) 5. 细胞的重编程－多能干细胞的诱导和分化
表观遗传的形式：
1. DNA 甲基化（methylation)
2. 组蛋白的修饰 (Histone modifications) ，最常见的修饰是乙酰化， 甲基化，磷酸化。Histone code
3. 非编码RNAs。目前研究最多是microRNA, long non-coding RNA, circular RNA
表观遗传,细胞重塑与基因的转录调控
1. 什么是表观遗传？ 2.表观遗传是研究什么的？ 3.表观遗传和传统的遗传是什么关系？ 4. 基因表达的转录调控
表观遗传的定义
Epigenetics is referred to heritable traits (over rounds of cell division and sometimes transgenerationally) that do not involve changes to the underlying DNA sequence.
Identical Twins are
different
The difference in the twins’ epigenomes is what
When the zygote is formed many epigenetic tags are removed from the chromosomes of the parents, but some remain
Studies in the field of epigenetics shows that parent’s experiences are passed on to offspring through epigenetic tags
Stress hormones also travel from the mother to a fetus to affect the epigenome
Stress, social interactions, physical activity, exposure to toxins and diet are major factors that affect the epigenome
孟德尔的豌豆
孟德尔
DNA 是遗传物质 基因是遗传的基本单位 基因决定形状
中心法则
达尔文完胜拉马克
现代遗传学的建立奠定了达尔文的现代生物学之父的地位. 获得性可遗传的假说被送进了“shadow”（在前苏联例外）
表观遗传扩大化的后果：李森科
为什么表观遗传现在受到 如此地关注了呢？
获得性可以遗传
Genetic tags are passed down through generations
新老问题的困惑
新问题
近年来，各大疾病例如癌症，糖尿病等都成上升趋势，为什么？ 营养（地沟油，三聚氰胺，各种添加剂，化肥农药的不当等），环境污 染等外界因素
老问题
易感人群：家族性遗传缺陷携带者患病的几率不同，病征也有所不同
Ｘ染色体的失活
一些综合症在DNA 序列上找不到证据和解释
同卵双胞胎的表型差异
Identical twins are from the same zygote, so they begin life with the same genetic information, including epigenetic tags
获得性可以遗传－－拉马克与达尔文之争
拉马克学说：用进废退和获得性可遗传。 例如：长颈鹿 的脖子长是因为祖祖辈辈伸长脖子够树叶ຫໍສະໝຸດ Baidu 导致的。该学说暗示了表观遗传对性状的决 定作用
达尔文学说：自然选择，适者生存。长颈鹿的脖子长是因 为短脖子的都饿死了。 该学说暗示了基因 决定性状。
现代遗传学
摩尔根的果蝇
胎教的理论依据
人类基因组计划（１９９０－２０００）
这是一项宏伟的计划，对生物学的研究具有划时 代的意义。也充满了期待，认为将对很多人类疾 病做出最终的解释和提供治疗线索。
结果是充满了惊奇和困惑：只有大约 2,2000基因 （在变化中）, 编码区域仅 占整个基因组的2%。
那98%（主要是高度重复序列和一些非 编码ＲＮＡ）的作用是什么？ 2,2000个基因(和老鼠的基因数量差不多） 却能编码一个人？
While infants they experience the same or very similar environments, so there is little variation in the epigenome
Over time the twins’ environments will diverge, resulting in individual epigenetic tags to form for each twin
在ＤＮＡ序列没有改变的情况下，基因的功能生了可遗 传的变化，并最终导致了表型的变化。
这一术语最早是 C. H. Waddington 在1939 首次提出的。 Rubin Holiday在1975 进一步完善了表观遗传的内容。 1996年, Herman JG 和Baylin SB首次检测到了抑癌基 因启动子ＤＮＡ被甲基化。标志着表观遗传从描述进入 了实验，从宏观进入了分子时代。
Cell Metab. 2016 Feb 16. Paternal Psychological Stress Reprograms Hepatic Gluconeogenesis in Offspring.
Environmental Factors
The nutrition of the mother can affect the epigenome of a fetus
表观遗传的主要研究内容
1. DNA 甲基化对基因表达的影响 （正常发育和病变） 2. 组蛋白的修饰对基因表达的影响 3. X染色体的失活 4. 基因印记（gene imprinting) 5. 细胞的重编程－多能干细胞的诱导和分化
表观遗传的形式：
1. DNA 甲基化（methylation)
2. 组蛋白的修饰 (Histone modifications) ，最常见的修饰是乙酰化， 甲基化，磷酸化。Histone code
3. 非编码RNAs。目前研究最多是microRNA, long non-coding RNA, circular RNA
表观遗传,细胞重塑与基因的转录调控
1. 什么是表观遗传？ 2.表观遗传是研究什么的？ 3.表观遗传和传统的遗传是什么关系？ 4. 基因表达的转录调控
表观遗传的定义
Epigenetics is referred to heritable traits (over rounds of cell division and sometimes transgenerationally) that do not involve changes to the underlying DNA sequence.
Identical Twins are
different
The difference in the twins’ epigenomes is what
When the zygote is formed many epigenetic tags are removed from the chromosomes of the parents, but some remain
Studies in the field of epigenetics shows that parent’s experiences are passed on to offspring through epigenetic tags
Stress hormones also travel from the mother to a fetus to affect the epigenome
Stress, social interactions, physical activity, exposure to toxins and diet are major factors that affect the epigenome
孟德尔的豌豆
孟德尔
DNA 是遗传物质 基因是遗传的基本单位 基因决定形状
中心法则
达尔文完胜拉马克
现代遗传学的建立奠定了达尔文的现代生物学之父的地位. 获得性可遗传的假说被送进了“shadow”（在前苏联例外）
表观遗传扩大化的后果：李森科
为什么表观遗传现在受到 如此地关注了呢？
获得性可以遗传
Genetic tags are passed down through generations
新老问题的困惑
新问题
近年来，各大疾病例如癌症，糖尿病等都成上升趋势，为什么？ 营养（地沟油，三聚氰胺，各种添加剂，化肥农药的不当等），环境污 染等外界因素
老问题
易感人群：家族性遗传缺陷携带者患病的几率不同，病征也有所不同
Ｘ染色体的失活
一些综合症在DNA 序列上找不到证据和解释
同卵双胞胎的表型差异
Identical twins are from the same zygote, so they begin life with the same genetic information, including epigenetic tags
获得性可以遗传－－拉马克与达尔文之争
拉马克学说：用进废退和获得性可遗传。 例如：长颈鹿 的脖子长是因为祖祖辈辈伸长脖子够树叶ຫໍສະໝຸດ Baidu 导致的。该学说暗示了表观遗传对性状的决 定作用
达尔文学说：自然选择，适者生存。长颈鹿的脖子长是因 为短脖子的都饿死了。 该学说暗示了基因 决定性状。
现代遗传学
摩尔根的果蝇
胎教的理论依据
人类基因组计划（１９９０－２０００）
这是一项宏伟的计划，对生物学的研究具有划时 代的意义。也充满了期待，认为将对很多人类疾 病做出最终的解释和提供治疗线索。
结果是充满了惊奇和困惑：只有大约 2,2000基因 （在变化中）, 编码区域仅 占整个基因组的2%。
那98%（主要是高度重复序列和一些非 编码ＲＮＡ）的作用是什么？ 2,2000个基因(和老鼠的基因数量差不多） 却能编码一个人？
While infants they experience the same or very similar environments, so there is little variation in the epigenome
Over time the twins’ environments will diverge, resulting in individual epigenetic tags to form for each twin
在ＤＮＡ序列没有改变的情况下，基因的功能生了可遗 传的变化，并最终导致了表型的变化。
这一术语最早是 C. H. Waddington 在1939 首次提出的。 Rubin Holiday在1975 进一步完善了表观遗传的内容。 1996年, Herman JG 和Baylin SB首次检测到了抑癌基 因启动子ＤＮＡ被甲基化。标志着表观遗传从描述进入 了实验，从宏观进入了分子时代。
Cell Metab. 2016 Feb 16. Paternal Psychological Stress Reprograms Hepatic Gluconeogenesis in Offspring.
Environmental Factors
The nutrition of the mother can affect the epigenome of a fetus