表观遗传学(研究生课件)
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表观遗传学(共20张PPT)
异性降解的现象。PTGS是启动了细胞质内靶mRNA序列特异性的降解机制。
• 近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科 学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首。由于使用RNAi技术可以特异性剔 除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及 恶性肿瘤的基因治疗领域。
表观遗传学 EPIGENETICS
什么是表观遗传学？
表观遗传学是研究除DNA序列 变化外的其他机制引起的细胞表 型和基因表达的可遗传的改变。 表观遗传学调控真核基因表达， 与人类重大疾病，如肿瘤、神经 退行性疾病、自身免疫性疾病等 密切相关。
举两个例子~
在胚胎发育过程中，果蝇存在很多体节。对 Hox 基因来 说，在有些体节中表达，有些中不表达。一开始，这种表 达或不表达经不在了，由原来不 表达（Hox 基因）的细胞衍生的后代呢，这些基因仍然不 表达；表达那些 Hox 基因的细胞衍生的细胞，仍然表达。
• 最常见的DNA甲基化形式是将甲基加到胞嘧啶环的 5‘位置上，形成5’-甲基胞嘧啶。哺乳动物中大约有 5%的胞嘧啶被甲基化，而甲基化与否，基因的转录活 性相差了上百万倍。
• DNA甲基化的作用主要体现于抑制基因转录活性，而具 体的抑制机制还尚未明确
• MeCP1所结合的DNA序列常需要有10个以上的甲基化CpG, 这一蛋白广泛存在于许多组织。
工蜂和蜂王都由同种受精卵发育而来，如 果能吃到蜂王浆，就变成蜂后；吃不到就 变成工蜂。
与工蜂相比，蜂王的成熟期短平均在半
个月左右，而工蜂则需要二十天以上；
寿命长蜂王可以活几年，而工蜂则只有
几十天的寿命；有生殖能力蜂王每天可
蜂王
工蜂
以产下几百枚卵，而工蜂一般终生都不
• 近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科 学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首。由于使用RNAi技术可以特异性剔 除或关闭特定基因的表达，所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及 恶性肿瘤的基因治疗领域。
表观遗传学 EPIGENETICS
什么是表观遗传学？
表观遗传学是研究除DNA序列 变化外的其他机制引起的细胞表 型和基因表达的可遗传的改变。 表观遗传学调控真核基因表达， 与人类重大疾病，如肿瘤、神经 退行性疾病、自身免疫性疾病等 密切相关。
举两个例子~
在胚胎发育过程中，果蝇存在很多体节。对 Hox 基因来 说，在有些体节中表达，有些中不表达。一开始，这种表 达或不表达经不在了，由原来不 表达（Hox 基因）的细胞衍生的后代呢，这些基因仍然不 表达；表达那些 Hox 基因的细胞衍生的细胞，仍然表达。
• 最常见的DNA甲基化形式是将甲基加到胞嘧啶环的 5‘位置上，形成5’-甲基胞嘧啶。哺乳动物中大约有 5%的胞嘧啶被甲基化，而甲基化与否，基因的转录活 性相差了上百万倍。
• DNA甲基化的作用主要体现于抑制基因转录活性，而具 体的抑制机制还尚未明确
• MeCP1所结合的DNA序列常需要有10个以上的甲基化CpG, 这一蛋白广泛存在于许多组织。
工蜂和蜂王都由同种受精卵发育而来，如 果能吃到蜂王浆，就变成蜂后；吃不到就 变成工蜂。
与工蜂相比，蜂王的成熟期短平均在半
个月左右，而工蜂则需要二十天以上；
寿命长蜂王可以活几年，而工蜂则只有
几十天的寿命；有生殖能力蜂王每天可
蜂王
工蜂
以产下几百枚卵，而工蜂一般终生都不
表观遗传学(共49张PPT)
遗传信息的传递：中心法则
• 1. DNA自身通过复制传递遗传信息；
• 2. DNA转录成RNA； • 3. RNA自身能够复制 (RNA病毒)；
• 4. RNA能够逆转录成DNA；
• 5. RNA翻译成蛋白质。
• 1939年，生物学家 Conrad Hal Waddington首先在《现代遗传学导论》
微小RNA(microRNA ,miRNA—单链)。
• RNA干扰（RNAi）：是通过小RNA分子在mRNA水平上介导mRNA 的降解诱导特异性序列基因沉默的过程。
• 诱导染色质结构的改变,决定着细胞的分化命运,还对 外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。
21
2.长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA)
DXPas34 长度超过200bp；
DNA甲基化状态的保
持
11
• （一）DNMTs(DNA methyltransferases)
DNA甲基转移酶 结构特点：
-NH2末端调节结构域，介导胞核定位，调节与其他蛋白相互 作用。DNMT2无。
-COOH末端催化结构域，参与DNA甲基转移反应。 • 1.DNMT1
20
• 三、其他表观遗传过程
• （一）非编码RNA的表观遗传学
• 非编码RNA（non-protein-coding RNA,ncRNA)
• tRNA,rRNA;短链非编码RNA,长链非编码RNA。
• 短链RNA(又称小RNA)，小干涉RNA(short interfering RNA ,siRNA—双链) 和
S-腺苷甲硫氨酸: S-adenosylmethionine,SAM S-腺苷同型半胱氨酸:S-adenosylhomocysteine，SAH
• 1. DNA自身通过复制传递遗传信息；
• 2. DNA转录成RNA； • 3. RNA自身能够复制 (RNA病毒)；
• 4. RNA能够逆转录成DNA；
• 5. RNA翻译成蛋白质。
• 1939年，生物学家 Conrad Hal Waddington首先在《现代遗传学导论》
微小RNA(microRNA ,miRNA—单链)。
• RNA干扰（RNAi）：是通过小RNA分子在mRNA水平上介导mRNA 的降解诱导特异性序列基因沉默的过程。
• 诱导染色质结构的改变,决定着细胞的分化命运,还对 外源的核酸序列有降解作用以保护本身的基因组。
21
2.长链非编码RNA (long noncoding RNA, lncRNA)
DXPas34 长度超过200bp；
DNA甲基化状态的保
持
11
• （一）DNMTs(DNA methyltransferases)
DNA甲基转移酶 结构特点：
-NH2末端调节结构域，介导胞核定位，调节与其他蛋白相互 作用。DNMT2无。
-COOH末端催化结构域，参与DNA甲基转移反应。 • 1.DNMT1
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• 三、其他表观遗传过程
• （一）非编码RNA的表观遗传学
• 非编码RNA（non-protein-coding RNA,ncRNA)
• tRNA,rRNA;短链非编码RNA,长链非编码RNA。
• 短链RNA(又称小RNA)，小干涉RNA(short interfering RNA ,siRNA—双链) 和
S-腺苷甲硫氨酸: S-adenosylmethionine,SAM S-腺苷同型半胱氨酸:S-adenosylhomocysteine，SAH
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(研究生课件)
一、表观遗传学的基本概念表观遗传学（Epigenetics）一词最早由英国生物学家康韦·里德（ConradWaddington）于1942年提出，意为“基因表达调控的研究”。
表观遗传学关注的是基因表达的可遗传变化，这种变化不涉及DNA序列的改变，而是通过染色质重塑、DNA甲基化、组蛋白修饰等机制实现。
二、表观遗传学的调控机制1.染色质重塑：染色质重塑是指染色质结构发生变化，使DNA 暴露或隐藏于核小体中，从而影响基因表达。
染色质重塑主要通过ATP依赖的染色质重塑复合体实现。
2.DNA甲基化：DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的作用下，将甲基基团转移至DNA上的过程。
DNA甲基化通常发生在CpG岛上，高甲基化状态往往与基因沉默相关，而低甲基化状态与基因活化相关。
3.组蛋白修饰：组蛋白修饰是指组蛋白上的氨基酸残基发生甲基化、乙酰化、磷酸化等修饰。
这些修饰可以改变组蛋白与DNA的相互作用，进而影响基因表达。
4.非编码RNA：非编码RNA包括微小RNA（miRNA）、长链非编码RNA（lncRNA）等，它们在基因表达调控中发挥重要作用。
例如，miRNA可以通过与目标mRNA结合，抑制其翻译过程。
三、表观遗传学与疾病表观遗传学异常与多种疾病的发生密切相关。
例如，肿瘤的发生往往伴随着表观遗传学调控机制的紊乱，如DNA甲基化异常、组蛋白修饰异常等。
表观遗传学还与心血管疾病、神经系统疾病、代谢性疾病等密切相关。
四、表观遗传学的应用1.肿瘤诊断与治疗：表观遗传学在肿瘤诊断和治疗方面具有重要应用价值。
例如，通过检测肿瘤相关基因的DNA甲基化状态，可以早期发现肿瘤；同时，针对表观遗传学调控机制的药物研发，为肿瘤治疗提供了新策略。
2.农业育种：表观遗传学在农业育种领域也具有广泛应用。
通过改变植物表观遗传状态，可以提高作物产量、抗病性和适应环境能力。
3.神经科学与心理学：表观遗传学研究为揭示神经系统疾病和心理学问题的发生机制提供了新视角。
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
表观遗传学课件(带目录)
表观遗传学课件一、引言表观遗传学是研究基因表达调控机制的一门学科，它涉及到基因序列不发生变化，但基因表达却发生了可遗传的改变。
这种调控机制对于生物体的生长发育、细胞分化、疾病发生等过程具有重要作用。
本文将对表观遗传学的基本概念、调控机制及其在疾病中的应用进行详细阐述。
二、表观遗传学的基本概念1.基因表达调控：基因表达调控是指生物体通过一系列机制，控制基因在特定时间和空间的表达水平。
基因表达调控是生物体生长发育、细胞分化、环境适应等生命现象的基础。
2.表观遗传修饰：表观遗传修饰是指在基因的DNA序列不发生改变的情况下，通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑等机制调控基因表达的过程。
3.表观遗传学的研究内容：表观遗传学主要研究基因表达调控的分子机制，包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控等。
三、表观遗传学的调控机制1.DNA甲基化：DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶的催化下，将甲基基团转移至DNA分子的过程。
DNA甲基化通常发生在基因的启动子区域，抑制基因表达。
2.组蛋白修饰：组蛋白修饰是指在组蛋白分子上发生的一系列化学修饰，如乙酰化、磷酸化、甲基化等。
这些修饰可以改变组蛋白与DNA的结合状态，从而调控基因表达。
3.染色质重塑：染色质重塑是指染色质结构发生变化，使基因的表达状态发生改变的过程。
染色质重塑可以通过改变核小体结构、DNA甲基化、组蛋白修饰等方式实现。
4.非编码RNA调控：非编码RNA是指不具有编码蛋白质功能的RNA分子，包括miRNA、lncRNA、circRNA等。
这些RNA分子可以通过与mRNA结合、调控转录因子活性等方式调控基因表达。
四、表观遗传学在疾病中的应用1.癌症：表观遗传学在癌症研究中的应用主要涉及肿瘤发生、发展和治疗。
研究发现，癌细胞的表观遗传修饰模式发生改变，导致肿瘤相关基因的表达异常。
通过研究这些表观遗传修饰，可以为癌症的早期诊断、预后评估和治疗提供新靶点。
第十一章-表观遗传学PPT课件
二、基因组印迹(genomic imprinting)
概念：依赖于父、母源性的等位基因的差异性 表达，即父亲和母亲的基因组在个体发育中有 着不同的影响，这种现象称基因组印迹。
两个亲本的等位基因差异性甲基化是基因组印 迹现象的基础。
疾病的基础： 15q11-13 微缺失
Prader-Willi syndrome, PWS（父源）：肥胖、矮 小, 中度智力低下
2. 表遗传（epigenetic）信息
，提供何时、何地、如何应
用遗传学信息的指令，保证
基因适时启闭
One genome--------multiple epigenome
-
12
一、表观遗传修饰
表达模式的信息标记： DNA特定碱基的修饰：胞嘧啶的甲基化； 染色质构型重塑：如，组蛋白的乙酰化、 甲基化
果蝇中的杂色（眼）位置效应（positioneffect variegation）： 野生红眼基因W+（显性） 突变白眼基因w（隐性）
基因定位于X染色体长臂末端
W+
“W+/W+”和“W+/w”均表现正常红眼 意外情况： W+异位至着丝粒附近（异染
色质区）， “W+/w”杂合体表现为花斑 眼（杂色），即：部分细胞正常红色， 部分少量红色，部分白色。
设计实验拟解决：“RNA 干扰”是否与转入的RNA 结构有关。
-
22
意外发现：导入双链RNA的产生功能干扰的有效 性远高于导入单链RNA, sense or antisense RNA导入均如此。
仅需少数分子即可产生干扰效应，提示酶促反 应或分子扩增的存在。
-
23
上述现象提示： 1. 存在超越简单反义RNA作用的机理。 2. RNA靶向的作用也不能排除。 3. 同时可能存在RNA与染色质的直接作用，影 响RNA的转录。
表观遗传学(研究生课件)
癌症
表观遗传学异常常见于各种癌症中，影响肿瘤的发生、发展和治疗。
心血管疾病
表观遗传学变化与心血管疾病的发生和进展密切相关，可能成为治疗的潜在靶点。
自闭症
表观遗传学异常在自闭症等神经发育障碍的发生过程中发挥重要作用。
未来发展方向
1 技术进步带来的机遇
高通量测序技术和新一代表观遗传学研究方法的发展为表观遗传学的深入研究提供了更 多机遇。
3 非编码RNA
是一类不编码蛋白质的RNA分子，参与到各种调控过程中，并影响基因表达。
DNA甲基化
1
定义
DNA甲基化是一种通过给DNA分子添加
影响因素
2
甲基基团的化学修饰，影响基因的表达 活性和继承方式。
DNA甲基化受到遗传和环境等多种因素
的影响，包括DNA序列、细胞类型和外
部刺激。
3
检测方法
通过特定的实验技术，可以检测和分析
DNA甲基化的状态和分布。
功能
4
DNA甲基化在细胞和生物的发育、基因 表达调控、遗传稳定性等方面发挥重要
作用。
色素质体结合蛋白
定义
色素质体结合蛋白是一类与 DNA结合，并调控染色质的结 构和功能的蛋白质。
分类
目前已发现多种不同类型的色 素质体结合蛋白，包括组蛋白 修饰酶和染色质重塑蛋白。
功能
色素质体结合蛋白参与基因的 表达调控、染色质的结构和动 态变化，对细胞功能和生物发 育起重要作用。
表观遗传学(研究生课件)
表观遗传学是研究基因表达调控的一门学科，本课程介绍了表观遗传学的定 义、研究对象以及在疾病中的作用。一起探索这个神秘领域吧！
什么是表观遗传学
表观遗传学是研究基因表达调控的学科，通过对基因组及其相关分子的化学修改和三维结构的调控，影响基因 表达的方式和水平。
表观遗传学异常常见于各种癌症中，影响肿瘤的发生、发展和治疗。
心血管疾病
表观遗传学变化与心血管疾病的发生和进展密切相关，可能成为治疗的潜在靶点。
自闭症
表观遗传学异常在自闭症等神经发育障碍的发生过程中发挥重要作用。
未来发展方向
1 技术进步带来的机遇
高通量测序技术和新一代表观遗传学研究方法的发展为表观遗传学的深入研究提供了更 多机遇。
3 非编码RNA
是一类不编码蛋白质的RNA分子，参与到各种调控过程中，并影响基因表达。
DNA甲基化
1
定义
DNA甲基化是一种通过给DNA分子添加
影响因素
2
甲基基团的化学修饰，影响基因的表达 活性和继承方式。
DNA甲基化受到遗传和环境等多种因素
的影响，包括DNA序列、细胞类型和外
部刺激。
3
检测方法
通过特定的实验技术，可以检测和分析
DNA甲基化的状态和分布。
功能
4
DNA甲基化在细胞和生物的发育、基因 表达调控、遗传稳定性等方面发挥重要
作用。
色素质体结合蛋白
定义
色素质体结合蛋白是一类与 DNA结合，并调控染色质的结 构和功能的蛋白质。
分类
目前已发现多种不同类型的色 素质体结合蛋白，包括组蛋白 修饰酶和染色质重塑蛋白。
功能
色素质体结合蛋白参与基因的 表达调控、染色质的结构和动 态变化，对细胞功能和生物发 育起重要作用。
表观遗传学(研究生课件)
表观遗传学是研究基因表达调控的一门学科，本课程介绍了表观遗传学的定 义、研究对象以及在疾病中的作用。一起探索这个神秘领域吧！
什么是表观遗传学
表观遗传学是研究基因表达调控的学科，通过对基因组及其相关分子的化学修改和三维结构的调控，影响基因 表达的方式和水平。
表观遗传学PPT课件
1958年，R.A.Brink发现paramutation现象。
1961年，Mary Lyon发现X染色体失 活现象。
1983年，DNA甲基化的发现。
近年来，现代分子生物学 认为细胞中信息的表达受两 种因素控制：一种是传统意 义上的遗传调控，另一种是 表观遗传调控—何时、何地、 以何种方式去应用遗传信息 的指令。
表观遗传学（epigentics） 被认为是遗传学领域中探讨 基因型与表现型之间相互关 系的一个新的研究方向。
• 人类表观基因组和疾病联合会 于2003 年10月正式宣布开始投 资和实施旨在解析人类全基因 组中表观遗传信息及其与疾病 状态相关的特定表观遗传修饰 的人类表观基因组计划(Human Epigenome Project , HEP) 。
DNA低甲基化：整个基因组普遍低甲基化，这种广泛的 低甲基化会造成基因的不稳定，这与多种肿瘤的发生有 关。 DNA的低甲基化也可能在异常组蛋白修饰的协同下引起 某些T细胞基因的异常活化、导致自身免疫性疾病的发 生。
肿瘤类型 肺癌
乳腺癌 食管癌 胃癌 肝癌
结直肠癌
肾癌 膀胱癌
前列腺癌 卵巢癌
神经胶质瘤 淋巴瘤
CHCH33源自CH3DNA
DNA
CH
3
CH
复制
3
酶
甲基 CH
3
转移
CH
3
酶
CH
3
甲基化抑制基因的 表达
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/30
DNA高甲基化：基因启动子区的CpG岛在正常状态下一般是 非甲基化的，当发生甲基化时，基因转录沉寂，使一些重 要基因如抑癌基因、DNA修复基因等丧失功能，从而导致 正常细胞的生长分化调控失常以及DNA损伤不能被及时修 复，这与多种肿瘤形成密切相关。
1961年，Mary Lyon发现X染色体失 活现象。
1983年，DNA甲基化的发现。
近年来，现代分子生物学 认为细胞中信息的表达受两 种因素控制：一种是传统意 义上的遗传调控，另一种是 表观遗传调控—何时、何地、 以何种方式去应用遗传信息 的指令。
表观遗传学（epigentics） 被认为是遗传学领域中探讨 基因型与表现型之间相互关 系的一个新的研究方向。
• 人类表观基因组和疾病联合会 于2003 年10月正式宣布开始投 资和实施旨在解析人类全基因 组中表观遗传信息及其与疾病 状态相关的特定表观遗传修饰 的人类表观基因组计划(Human Epigenome Project , HEP) 。
DNA低甲基化：整个基因组普遍低甲基化，这种广泛的 低甲基化会造成基因的不稳定，这与多种肿瘤的发生有 关。 DNA的低甲基化也可能在异常组蛋白修饰的协同下引起 某些T细胞基因的异常活化、导致自身免疫性疾病的发 生。
肿瘤类型 肺癌
乳腺癌 食管癌 胃癌 肝癌
结直肠癌
肾癌 膀胱癌
前列腺癌 卵巢癌
神经胶质瘤 淋巴瘤
CHCH33源自CH3DNA
DNA
CH
3
CH
复制
3
酶
甲基 CH
3
转移
CH
3
酶
CH
3
甲基化抑制基因的 表达
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/30
DNA高甲基化：基因启动子区的CpG岛在正常状态下一般是 非甲基化的，当发生甲基化时，基因转录沉寂，使一些重 要基因如抑癌基因、DNA修复基因等丧失功能，从而导致 正常细胞的生长分化调控失常以及DNA损伤不能被及时修 复，这与多种肿瘤形成密切相关。
表观遗传学(共14张PPT)
第五页，共14页。
二、组蛋白修饰
❖ 组蛋白修饰是表观遗传研究的重要内容。
❖ 组蛋白的N端是不稳定的、无一定组织的亚单位，其延 伸至核小体以外，会受到不同的化学修饰，这种修饰 往往与基因的表达调控密切相关。
❖ 被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修
饰状态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能
▪ 非甲基化一般与基因活化相关联；
▪ 而去甲基化往往与一个沉默基因的重新激活相 关联。
第三页，共14页。
二、组蛋白修饰
组蛋白（histones）真核生
物体细胞染色质中的碱性蛋白质，
根 据 氨基酸成分和分子量不同，主 要分成5类H1、H2A、H2B、H3、H4， 由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4， 每一种组蛋白各二个分子，形成一 个组蛋白八聚体，约200bp的DNA分 子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心 结构外面，形成了一个核小体。连 接相邻2个核小体的DNA分子上结合 了另一种组蛋白H1染色质就是由一 连串的核小体所组成。
❖RNA干扰是一种重要而普遍表观遗传的现象。
第十一页，共14页。
五、其他表观遗传机制
❖ 除DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、和 RNA调控以外，还有遗传印迹、X染色体失活、 等。
❖ 遗传印迹、X染色体失活的本质仍为DNA甲基化 、组蛋白修饰、染色质重塑。
第十二页，共14页。
一、概述
❖染色质免疫沉淀技术
ISW复合物等，这些复
合物及相关蛋白均与转 录激活和抑制、DNA甲
基化、DNA修复及细 胞周期相关。
八聚体转移
八聚体滑动
第十页，共14页。
四、RNA调控
❖ RNA干扰（RNAi）作用是生物体内的一种通过双 链RNA分子在mRNA水平上诱导特异性序列基因 沉默的过程。
二、组蛋白修饰
❖ 组蛋白修饰是表观遗传研究的重要内容。
❖ 组蛋白的N端是不稳定的、无一定组织的亚单位，其延 伸至核小体以外，会受到不同的化学修饰，这种修饰 往往与基因的表达调控密切相关。
❖ 被组蛋白覆盖的基因如果要表达，首先要改变组蛋白的修
饰状态，使其与DNA的结合由紧变松，这样靶基因才能
▪ 非甲基化一般与基因活化相关联；
▪ 而去甲基化往往与一个沉默基因的重新激活相 关联。
第三页，共14页。
二、组蛋白修饰
组蛋白（histones）真核生
物体细胞染色质中的碱性蛋白质，
根 据 氨基酸成分和分子量不同，主 要分成5类H1、H2A、H2B、H3、H4， 由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4， 每一种组蛋白各二个分子，形成一 个组蛋白八聚体，约200bp的DNA分 子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心 结构外面，形成了一个核小体。连 接相邻2个核小体的DNA分子上结合 了另一种组蛋白H1染色质就是由一 连串的核小体所组成。
❖RNA干扰是一种重要而普遍表观遗传的现象。
第十一页，共14页。
五、其他表观遗传机制
❖ 除DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、和 RNA调控以外，还有遗传印迹、X染色体失活、 等。
❖ 遗传印迹、X染色体失活的本质仍为DNA甲基化 、组蛋白修饰、染色质重塑。
第十二页，共14页。
一、概述
❖染色质免疫沉淀技术
ISW复合物等，这些复
合物及相关蛋白均与转 录激活和抑制、DNA甲
基化、DNA修复及细 胞周期相关。
八聚体转移
八聚体滑动
第十页，共14页。
四、RNA调控
❖ RNA干扰（RNAi）作用是生物体内的一种通过双 链RNA分子在mRNA水平上诱导特异性序列基因 沉默的过程。
遗传学第十二章表观遗传学精选课件
染色质重塑与表观遗传调控
探讨染色质重塑与DNA甲基化、组蛋白修饰等表观 遗传调控之间的相互作用及联合用药策略。
THANKS
感谢观看
异常影响
异常的染色质重塑与多种疾病相关，如癌症、神经系统疾病等。同时， 核小体定位的改变也可能导致基因表达的异常和疾病的发生。
03 表观遗传机制探 讨
基因印记与X染色体失活
01 02 03
基因印记定义与特点
基因印记是指来自父方或母方的等位基因在发育过程中产生 专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个等位基因出现不 同的表达特性。这种修饰是稳定和可遗传的，但不涉及DNA 序列的改变。
甲基化特异性PCR 根据甲基化和非甲基化DNA设计特异性引物，通 过PCR扩增来检测特定基因的甲基化状态。
3
甲基化敏感的限制性内切酶法
利用对甲基化敏感的限制性内切酶切割DNA，通 过比较切割前后的DNA片段差异来判断甲基化水 平。
组蛋白修饰检测技术
01
染色质免疫沉淀
利用特异性抗体与组蛋白修饰位点结合，再通过沉淀和洗涤等步骤富集
遗传学第十二章表观遗传学 精选课件
目 录
• 表观遗传学概述 • 表观遗传变异类型 • 表观遗传机制探讨 • 实验方法与技术手段 • 疾病发生发展中作用 • 药物研发及临床应用前景
01 表观遗传学概述
表观遗传学定义与特点
定义
表观遗传学是研究基因表达发生可 遗传变化而不涉及DNA序列改变的 学科。
异常影响
异常的非编码RNA表达与多种疾病相 关，如癌症、心血管疾病等。
作用
非编码RNA能够通过与靶基因结合或 调控转录因子等方式，影响基因表达 和细胞功能。
染色质重塑与核小体定位
定义
探讨染色质重塑与DNA甲基化、组蛋白修饰等表观 遗传调控之间的相互作用及联合用药策略。
THANKS
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异常影响
异常的染色质重塑与多种疾病相关，如癌症、神经系统疾病等。同时， 核小体定位的改变也可能导致基因表达的异常和疾病的发生。
03 表观遗传机制探 讨
基因印记与X染色体失活
01 02 03
基因印记定义与特点
基因印记是指来自父方或母方的等位基因在发育过程中产生 专一性的加工修饰，导致后代体细胞中两个等位基因出现不 同的表达特性。这种修饰是稳定和可遗传的，但不涉及DNA 序列的改变。
甲基化特异性PCR 根据甲基化和非甲基化DNA设计特异性引物，通 过PCR扩增来检测特定基因的甲基化状态。
3
甲基化敏感的限制性内切酶法
利用对甲基化敏感的限制性内切酶切割DNA，通 过比较切割前后的DNA片段差异来判断甲基化水 平。
组蛋白修饰检测技术
01
染色质免疫沉淀
利用特异性抗体与组蛋白修饰位点结合，再通过沉淀和洗涤等步骤富集
遗传学第十二章表观遗传学 精选课件
目 录
• 表观遗传学概述 • 表观遗传变异类型 • 表观遗传机制探讨 • 实验方法与技术手段 • 疾病发生发展中作用 • 药物研发及临床应用前景
01 表观遗传学概述
表观遗传学定义与特点
定义
表观遗传学是研究基因表达发生可 遗传变化而不涉及DNA序列改变的 学科。
异常影响
异常的非编码RNA表达与多种疾病相 关，如癌症、心血管疾病等。
作用
非编码RNA能够通过与靶基因结合或 调控转录因子等方式，影响基因表达 和细胞功能。
染色质重塑与核小体定位
定义
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2. 异染色质：基因表达 沉默的区域，染色体结 构致密
组成核小体的组蛋白可以被多种化合物所 修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组 蛋白的这类结构修饰可使染色质的构型发 生改变，称为染色质构型重塑。
组蛋白中不同氨基酸残基的乙酰化一般与 活化的染色质构型常染色质(euchromatin) 和有表达活性的基因相关联；而组蛋白的 甲基化则与浓缩的异染色质(heterochromatin)和表达受抑的基因相关联。
当一个基因的启动子序列中的CpG岛被甲基化 以后，尽管基因序列没有发生改变，但基因不 能启动转录，也就不能发挥功能，导致生物表 型的改变。
DNA甲基化抑制基因表达
DNA甲基化模式可以在DNA复制后被保持下来
基因组印记与DNA甲基化密切相关
1956年Prader-Willi综合征(Prader-Willi Syndrome,PWS)，患者肥胖、矮小、 中度智力低下。染色体核型分析表明为 父源染色体15q11-13区段缺失。
遗传信息的传递：中心法则
1. DNA自身通过复制传递遗传信息； 2. DNA转录成RNA； 3. RNA自身能够复制(RNA病毒)； 4. RNA能够逆转录成DNA； 5. RNA翻译成蛋白质。
基因组含有两类遗传信息
1. 遗传编码信息：提供生命必需蛋白质的模板 2. 表观遗传学信息：何时、何地、以何种方式去应 用遗传信息 (1) DNA的甲基化：CpG位点，>5,000万个 (2) 组蛋白修饰：组蛋白密码(Histone code)
表观遗传学的研究已成为基因组测序后 的人类基因组重大研究方向之一。这一 飞速发展的科学领域从分子水平揭示了 复杂的生物学现象，为解开人类和其他 生物的生命奥秘、造福人类健康带来了 新希望。
从现在的研究情况来看，表观遗传学变化 主要集中在三大方面：
DNA甲基化修饰：基因选择性转录表达的调控 非编码RNA的调控作用：基因转录后的调控 组蛋白修饰：蛋白质的翻译后修饰
非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节，也可对单个基因活性进行调 节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。RNA干 扰是研究人类疾病的重要手段，通过其它物质调节RNA干扰的效果以及实现 RNA干扰在特异的组织中发挥作用是未来RNA干扰的研究重点。
X染色体失活
X染色体失活就是非编码RNA所介导的一个 重要表观遗传学现象，可以说是表观遗传 学中由RNA引导的DNA甲基化和组蛋白修饰 共同参与的一个复杂的过程。
Beckwith-Wiedemann syndrome,BWS 贝威氏综合征
1. 小头
2.巨舌
3. 胎盘增生
单单从DNA序列上寻找众多疾病的病因是 片面的，往往事倍功半，对于某些疾病 甚至可能永远找不到答案。
1857年，奥地利的一名神父孟德尔在他所 在的修道院后院开始进行长达8年的豌豆杂 交实验。1865年，孟德尔根据豌豆杂交实 验的结果，发表了著名的论文《植物杂交
表观遗传学 Epigenetics
基础医学院 细胞生物学暨遗传学教研室 李清
多莉：：死掉了……
Dolly Ian Wilmut伊恩·维尔穆特爵士
多莉：生于1996年7月5日，死于2003年2月14日
同卵双生的双胞胎虽然 具有相同的DNA序列， 却存在表型的差异和疾 病易感性的差异
复杂疾病的产生
2.什么是甲基化，在调控基因表达过程 中起什么作用？
哺乳动物的雌性个体中仅有随机的一条X 染色体有活性，而失活的X染色体是由自 身的一个失活中心（X inactivation center） 调控的。
X染色质
失活的X染色体被称为Barr body
X染色体失活：Lyon假说
1.1961年，The Lyon Hypothesis, 由英国遗传学家 Mary Lyon提出。
印迹调控区
母源
Igf2
P
CTCF DMR1
H19
E
父源
E
启动子（P）、差异甲基化区（DMR1）、锌指蛋白（CTCF）和 增强子（E）对Igf2和H19的交互易换式印迹调节模式示意图
（ 为非甲基化CpG岛， 为甲基化CpG岛）。
原始性细胞
（2n）
涉及到不同亲本
来源的印迹基因
的DNA甲基化型都
是在生殖细胞成
人类基因组计划
1. 搞清楚人类基因组的DNA碱基的内容和顺序 2. 编码区(编码蛋白的DNA序列)：占基因组的 <2% 3. 非编码区：功能？
a. 非编码RNA：具有调控功能 b. 重复片段：维持基因组的结构？ c. 转座子
基因概念的延伸：生物体的复杂性
1. 人类基因组：~22，000个基因vs. 100,000个蛋白质——可变剪切 2. 表观遗传学
基因印记
1. 父系印记基因: 来自父系的等位基因的表达被抑制 来自母系的等位基因表达 2. 母系印记基因: 来自母系的等位基因的表达被抑制 来自父系的等位基因表达
印记基因的特征
1. 每一个印记基因簇由一个印记控制元件(imprint control element, ICE) 所调控 2. 也称为印记控制区域(imprint control region, ICR)或者印记中心(imprinting centre, IC) 3. 绝大多数都有CpGislands，能够发生DNA甲基化 4. 在CpGislands内或附近通常有成簇的、有向的重 复片段
试验》，阐述了他所发现的显性、隐性遗 传现象和两个重要遗传学规律——分离规 律和自由组合规律。
基因：可遗传
1.遗传的基本功能单位 2. 基因由DNA编码 3. 一个基因编码一条蛋白质 4. 基因序列的改变可能导致功能及表型的改变 基因型(Genotype) -> 表型(Phenotype)
基因的结构
配子
熟过程中建立的。 （n）
合子
（2n）
印迹基因的DNA甲基化型在生殖细胞成熟过程中的建立
基因组印迹是性细胞系的一种表观遗传 修饰，这种修饰有一整套分布于染色体 不同部位的印迹中心来协调。
印迹中心直接介导了印迹标记的建立及 其在发育全过程中的维持和传递，并导 致以亲本来源特异性方式优先表达两个 亲本等位基因中的一个，而使另一个沉 默。
这三个方面各自影响特有的表观遗传学 现象，而且它们还相互作用，共同决定 复杂的生物学过程。
因此，表观遗传学也可理解为环境和遗 传相互作用的一门学科。
DNA甲基化
DNA甲基化是指在甲基化酶的作用下，将一个 甲基添加在DNA分子的碱基上。
DNA甲基化修饰决定基因表达的模式，即决定 从亲代到子代可遗传的基因表达状态。
表观基因组学和人类表观基因组计划
表观遗传学使人们认识到,同基因组的序列 一样,基因组的修饰也包含有遗传信息。
人类表观基因组计划是要绘制出不同组织类 型和疾病状态下的人类基因组甲基化可变位 点(methylation variable po 1.什么是表观遗传学？它主要研究什么 内容？
1968年Angelman综合征 (Angelman Syndrome， AS)，共济失调、智力低 下和失语。母源染色体 15q11-13区段缺失
PWS和AS综合症表明，父亲和母亲的基因组在 个体发育中有着不同的影响，这种现象称为 基因组印迹(genomic imprinting)。
由于源自某一亲本的等位基因或它所在染色 体发生了表观遗传修饰，导致不同亲本来源 的两个等位基因在子代细胞中表达不同。在 基因组中的这类现象就是基因组印记。
表观遗传学
1. 概念：基因的DNA序列不发生改变的情况下， 基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传 的表型。不依赖于DNA序列的遗传现象 2. 特征: (1)可遗传；(2) 可逆性；(3) DNA不变 3. 表观遗传学的现象： (1) DNA甲基化 (2) 组蛋白修饰 (3) 非编码RNA调节 (4) Genomic imprinting
已完全分化的细胞，其基因组在特定条件下经 历表观遗传修饰重建而为胚胎发育中的基因表 达重新编程(reprogramming)并赋予发育全能 性，为胚胎发育和分化发出正确的指令。
胚胎发育中表观基因组重新编程的差误将会导 致多种表观遗传缺陷性疾病。
DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA均参 与基因表达重新编程的过程中。
研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹基因 是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。
迄今已发现的印迹基因已有150余个，大多成 簇排列，其中许多是疾病基因。虽多数印迹基 因的作用机制尚不清楚，然而几乎都与DNA甲 基化型的异常相关联。
组蛋白修饰
DNA Packing
1. 如何将10,000公里长的蚕丝 (半径~10-5米)装入一个篮球中。 2. 蚕丝的体积：3.14*10-3m3 3. 折叠、缠绕…
2.体细胞中的X染色体失活发生在胚胎发育的早期。 3.失活是随机的：每一个细胞中，随机挑选父系/母
系的X染色体失活。 4.整条X染色体都失去活性(有例外)。 5.X染色体的失活是永久性的，克隆过程中保持失活
的状态。 6.所有哺乳动物中都存在X染色体失活现象。
TSIX的不对称表达决定了X
染色体失活的选择性
真核细胞中存在着一个由RNA干扰、组蛋白 结构修饰和DNA甲基化系统组成的一个表观 遗传修饰网络，能动地调控着具有组织和细 胞特异性的基因表达模式。机体的表观遗传 模式的变化在整个发育过程中是高度有序的， 也是严格受控的。
表观遗传学对医学的影响
1. 环境对基因表达的调控作用 表型=基因型+环境 2. 环境因素对人的影响 (1) 癌症 (2) 衰老 (3) 基因印记异常 (4) 自身免疫性疾病 3. 表观治疗
染色质蛋白并非只是 一种包装蛋白，而是 在DNA和细胞其他组 分之间构筑了一个动 态的功能平台。
组成核小体的组蛋白可以被多种化合物所 修饰，如磷酸化、乙酰化和甲基化等，组 蛋白的这类结构修饰可使染色质的构型发 生改变，称为染色质构型重塑。
组蛋白中不同氨基酸残基的乙酰化一般与 活化的染色质构型常染色质(euchromatin) 和有表达活性的基因相关联；而组蛋白的 甲基化则与浓缩的异染色质(heterochromatin)和表达受抑的基因相关联。
当一个基因的启动子序列中的CpG岛被甲基化 以后，尽管基因序列没有发生改变，但基因不 能启动转录，也就不能发挥功能，导致生物表 型的改变。
DNA甲基化抑制基因表达
DNA甲基化模式可以在DNA复制后被保持下来
基因组印记与DNA甲基化密切相关
1956年Prader-Willi综合征(Prader-Willi Syndrome,PWS)，患者肥胖、矮小、 中度智力低下。染色体核型分析表明为 父源染色体15q11-13区段缺失。
遗传信息的传递：中心法则
1. DNA自身通过复制传递遗传信息； 2. DNA转录成RNA； 3. RNA自身能够复制(RNA病毒)； 4. RNA能够逆转录成DNA； 5. RNA翻译成蛋白质。
基因组含有两类遗传信息
1. 遗传编码信息：提供生命必需蛋白质的模板 2. 表观遗传学信息：何时、何地、以何种方式去应 用遗传信息 (1) DNA的甲基化：CpG位点，>5,000万个 (2) 组蛋白修饰：组蛋白密码(Histone code)
表观遗传学的研究已成为基因组测序后 的人类基因组重大研究方向之一。这一 飞速发展的科学领域从分子水平揭示了 复杂的生物学现象，为解开人类和其他 生物的生命奥秘、造福人类健康带来了 新希望。
从现在的研究情况来看，表观遗传学变化 主要集中在三大方面：
DNA甲基化修饰：基因选择性转录表达的调控 非编码RNA的调控作用：基因转录后的调控 组蛋白修饰：蛋白质的翻译后修饰
非编码RNA不仅能对整个染色体进行活性调节，也可对单个基因活性进行调 节，它们对基因组的稳定性、细胞分裂、个体发育都有重要的作用。RNA干 扰是研究人类疾病的重要手段，通过其它物质调节RNA干扰的效果以及实现 RNA干扰在特异的组织中发挥作用是未来RNA干扰的研究重点。
X染色体失活
X染色体失活就是非编码RNA所介导的一个 重要表观遗传学现象，可以说是表观遗传 学中由RNA引导的DNA甲基化和组蛋白修饰 共同参与的一个复杂的过程。
Beckwith-Wiedemann syndrome,BWS 贝威氏综合征
1. 小头
2.巨舌
3. 胎盘增生
单单从DNA序列上寻找众多疾病的病因是 片面的，往往事倍功半，对于某些疾病 甚至可能永远找不到答案。
1857年，奥地利的一名神父孟德尔在他所 在的修道院后院开始进行长达8年的豌豆杂 交实验。1865年，孟德尔根据豌豆杂交实 验的结果，发表了著名的论文《植物杂交
表观遗传学 Epigenetics
基础医学院 细胞生物学暨遗传学教研室 李清
多莉：：死掉了……
Dolly Ian Wilmut伊恩·维尔穆特爵士
多莉：生于1996年7月5日，死于2003年2月14日
同卵双生的双胞胎虽然 具有相同的DNA序列， 却存在表型的差异和疾 病易感性的差异
复杂疾病的产生
2.什么是甲基化，在调控基因表达过程 中起什么作用？
哺乳动物的雌性个体中仅有随机的一条X 染色体有活性，而失活的X染色体是由自 身的一个失活中心（X inactivation center） 调控的。
X染色质
失活的X染色体被称为Barr body
X染色体失活：Lyon假说
1.1961年，The Lyon Hypothesis, 由英国遗传学家 Mary Lyon提出。
印迹调控区
母源
Igf2
P
CTCF DMR1
H19
E
父源
E
启动子（P）、差异甲基化区（DMR1）、锌指蛋白（CTCF）和 增强子（E）对Igf2和H19的交互易换式印迹调节模式示意图
（ 为非甲基化CpG岛， 为甲基化CpG岛）。
原始性细胞
（2n）
涉及到不同亲本
来源的印迹基因
的DNA甲基化型都
是在生殖细胞成
人类基因组计划
1. 搞清楚人类基因组的DNA碱基的内容和顺序 2. 编码区(编码蛋白的DNA序列)：占基因组的 <2% 3. 非编码区：功能？
a. 非编码RNA：具有调控功能 b. 重复片段：维持基因组的结构？ c. 转座子
基因概念的延伸：生物体的复杂性
1. 人类基因组：~22，000个基因vs. 100,000个蛋白质——可变剪切 2. 表观遗传学
基因印记
1. 父系印记基因: 来自父系的等位基因的表达被抑制 来自母系的等位基因表达 2. 母系印记基因: 来自母系的等位基因的表达被抑制 来自父系的等位基因表达
印记基因的特征
1. 每一个印记基因簇由一个印记控制元件(imprint control element, ICE) 所调控 2. 也称为印记控制区域(imprint control region, ICR)或者印记中心(imprinting centre, IC) 3. 绝大多数都有CpGislands，能够发生DNA甲基化 4. 在CpGislands内或附近通常有成簇的、有向的重 复片段
试验》，阐述了他所发现的显性、隐性遗 传现象和两个重要遗传学规律——分离规 律和自由组合规律。
基因：可遗传
1.遗传的基本功能单位 2. 基因由DNA编码 3. 一个基因编码一条蛋白质 4. 基因序列的改变可能导致功能及表型的改变 基因型(Genotype) -> 表型(Phenotype)
基因的结构
配子
熟过程中建立的。 （n）
合子
（2n）
印迹基因的DNA甲基化型在生殖细胞成熟过程中的建立
基因组印迹是性细胞系的一种表观遗传 修饰，这种修饰有一整套分布于染色体 不同部位的印迹中心来协调。
印迹中心直接介导了印迹标记的建立及 其在发育全过程中的维持和传递，并导 致以亲本来源特异性方式优先表达两个 亲本等位基因中的一个，而使另一个沉 默。
这三个方面各自影响特有的表观遗传学 现象，而且它们还相互作用，共同决定 复杂的生物学过程。
因此，表观遗传学也可理解为环境和遗 传相互作用的一门学科。
DNA甲基化
DNA甲基化是指在甲基化酶的作用下，将一个 甲基添加在DNA分子的碱基上。
DNA甲基化修饰决定基因表达的模式，即决定 从亲代到子代可遗传的基因表达状态。
表观基因组学和人类表观基因组计划
表观遗传学使人们认识到,同基因组的序列 一样,基因组的修饰也包含有遗传信息。
人类表观基因组计划是要绘制出不同组织类 型和疾病状态下的人类基因组甲基化可变位 点(methylation variable po 1.什么是表观遗传学？它主要研究什么 内容？
1968年Angelman综合征 (Angelman Syndrome， AS)，共济失调、智力低 下和失语。母源染色体 15q11-13区段缺失
PWS和AS综合症表明，父亲和母亲的基因组在 个体发育中有着不同的影响，这种现象称为 基因组印迹(genomic imprinting)。
由于源自某一亲本的等位基因或它所在染色 体发生了表观遗传修饰，导致不同亲本来源 的两个等位基因在子代细胞中表达不同。在 基因组中的这类现象就是基因组印记。
表观遗传学
1. 概念：基因的DNA序列不发生改变的情况下， 基因的表达水平与功能发生改变，并产生可遗传 的表型。不依赖于DNA序列的遗传现象 2. 特征: (1)可遗传；(2) 可逆性；(3) DNA不变 3. 表观遗传学的现象： (1) DNA甲基化 (2) 组蛋白修饰 (3) 非编码RNA调节 (4) Genomic imprinting
已完全分化的细胞，其基因组在特定条件下经 历表观遗传修饰重建而为胚胎发育中的基因表 达重新编程(reprogramming)并赋予发育全能 性，为胚胎发育和分化发出正确的指令。
胚胎发育中表观基因组重新编程的差误将会导 致多种表观遗传缺陷性疾病。
DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA均参 与基因表达重新编程的过程中。
研究表明，在哺乳动物中相当数量的印迹基因 是与胎儿的生长发育和胎盘的功能密切相关的。
迄今已发现的印迹基因已有150余个，大多成 簇排列，其中许多是疾病基因。虽多数印迹基 因的作用机制尚不清楚，然而几乎都与DNA甲 基化型的异常相关联。
组蛋白修饰
DNA Packing
1. 如何将10,000公里长的蚕丝 (半径~10-5米)装入一个篮球中。 2. 蚕丝的体积：3.14*10-3m3 3. 折叠、缠绕…
2.体细胞中的X染色体失活发生在胚胎发育的早期。 3.失活是随机的：每一个细胞中，随机挑选父系/母
系的X染色体失活。 4.整条X染色体都失去活性(有例外)。 5.X染色体的失活是永久性的，克隆过程中保持失活
的状态。 6.所有哺乳动物中都存在X染色体失活现象。
TSIX的不对称表达决定了X
染色体失活的选择性
真核细胞中存在着一个由RNA干扰、组蛋白 结构修饰和DNA甲基化系统组成的一个表观 遗传修饰网络，能动地调控着具有组织和细 胞特异性的基因表达模式。机体的表观遗传 模式的变化在整个发育过程中是高度有序的， 也是严格受控的。
表观遗传学对医学的影响
1. 环境对基因表达的调控作用 表型=基因型+环境 2. 环境因素对人的影响 (1) 癌症 (2) 衰老 (3) 基因印记异常 (4) 自身免疫性疾病 3. 表观治疗
染色质蛋白并非只是 一种包装蛋白，而是 在DNA和细胞其他组 分之间构筑了一个动 态的功能平台。