基因组印记与研究方法汇总.
表观遗传学-基因组印记(Genomic imprinting)
Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
If a corresponding maternal DNA sample is also available for study, then the parental origin of the active allele can be determined. If the gene is not imprinted, that is biallelic in some tissues, then both alleles will be represented in the RNA.
Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
Because imprinting is important for normal fetal development, and might occur only during gestation, fetal tissue samples are needed to determine which parental allele a gene is transcribed from. If the fetal genomic DNA is heterozygous for an exonic polymorphism within the gene under study, then imprinted expression from one parental allele can be detected by visualisation of a single allele in the RNA.
Epigenetics, 2008-2009, Semester 1, USTC
表观遗传学—基因组印记
发 展 历 史
1939 年，生物学家 Waddington CH 首先在 《现代遗传学导论》中提出了epigenetics 这一术语。 并于 1942 年定义表观遗传学为“生物学的 分支，研究基因与决定表型的基因产物之 间的因果关系”。
发 展 历 史
1975年，Hollidy对表观遗传学进行了较为 准确的描述。 他认为表观遗传学不仅在发育过程，而且 应在成体阶段研究可遗传的基因表达改变， 这些信息能经过有丝分裂和减数分裂在细 胞和个体世代间传递，而不借助于 DNA序列 的改变，也就是说表观遗传是非DNA序列差 异的核遗传。
基因组印记可以是共价标记（DNA甲基化） 上的，也可以是非共价标记（DNA-蛋白质和 DNA-RNA互作，核基因组定位）。 印记调控区(Imprinting control regions, ICRs)是印记基因表达的关键调控序列，来 源于双亲等位基因中的一个ICR 会被DNA甲 基化标记，这些区域的差异性甲基化 (Differentially methylated regions, DMRs)使双亲等位基因出现差异表达。
ZFP57通过结合甲基化DNA的六聚核苷酸序 列TGCCGC，抑制基因表达。 TRIM28是一种转录中介因子，是许多基 因转录调控复合体中的桥梁分子。
DNMT1属于DNA甲基化转移酶家族，既能 催化重头甲基化又能维持甲基化DNA。
胰岛素样生长因子2( IGF2) 存在基因组印记 的现象， IGF2能促进细胞的增殖、分化以及 个体的生长发育并抑制细胞凋亡 。IGF2基因 组印记与多种肿瘤的发生、发展相关 。 来源于父方的基因Igf2对胚胎的贡献是促进胎 儿生长，加速其发育，促进胎盘发育为胎儿提 供更多营养。父系表达基因tgf2的缺失导致胎 儿在宫内生长迟缓。
基因组实验设计及解析方法归纳(超实用)
基因组实验设计及解析方法归纳(超实用)1. 引言本文档旨在归纳总结基因组实验设计及解析方法，帮助研究人员更好地设计和分析基因组实验。
2. 基因组实验设计方法2.1 选择合适的实验模型在进行基因组实验设计前，首先需要选择合适的实验模型。
常见的实验模型包括小鼠、果蝇、斑马鱼等。
根据研究目的和研究对象的特点，选择最适合的实验模型。
2.2 实验样本的采集和处理实验样本的采集和处理是基因组实验设计的重要一步。
需要确保样本的质量和纯度，避免可能导致结果偏差的因素的干扰。
样本采集方法和处理流程应根据实验目的和样本特性进行设计。
2.3 实验方案设计根据研究目的，确定合适的实验方案。
包括实验组和对照组的设计，实验操作的步骤和条件的设定等。
实验方案的设计应尽量简洁明了，避免出现法律复杂性的问题。
3. 基因组实验解析方法3.1 数据收集和预处理完成基因组实验后，需要对实验数据进行收集和预处理。
包括数据清洗、去除异常值、校正数据等步骤。
确保数据的质量和准确性，为后续的数据分析提供可靠的基础。
3.2 数据分析和解释基因组实验数据的分析和解释是提取有意义结论的关键步骤。
常用的数据分析方法包括差异表达基因分析、功能富集分析、通路分析等。
根据实验设计和研究目的，选择适合的分析方法进行数据解析。
3.3 结果的呈现和讨论基于数据分析结果，对实验结果进行呈现和讨论，总结结论并进行进一步的解释。
可以使用图表、表格等形式展示结果，便于观察和讨论。
4. 总结本文档简要介绍了基因组实验设计及解析方法的一般步骤，供研究人员参考和借鉴。
在实际应用中，还需要根据具体实验目的和研究对象的特点进行具体设计和分析。
以上为基因组实验设计及解析方法归纳，希望对您有所帮助。
---_注：本文档内容仅供参考，不宜引用未经确证的内容。
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基因组印记方法
基因组印记方法
基因组印记呀，这可是个超有趣的东西呢。
基因组印记简单来说就是一种特殊的基因表达调控方式。
就好像基因也有自己的小脾气，有些基因呢，它只听爸爸或者妈妈的“话”，只表达来自爸爸或者妈妈的那个基因拷贝，而把另一个拷贝就给沉默掉啦。
那怎么知道哪些基因有这种印记呢？科学家们有好多巧妙的方法哦。
一种常见的就是通过观察基因的甲基化状态。
甲基化就像是给基因戴了个小帽子，如果某个基因在来自爸爸或者妈妈的染色体上甲基化状态不一样，那这个基因很可能就是印记基因啦。
比如说，在某个基因的爸爸给的那个拷贝上甲基化很多，这个基因可能就不表达了，而妈妈给的那个没那么多甲基化，就正常表达，或者反过来。
这就像基因上的一种特殊标记，告诉细胞该听谁的“指挥”。
还有一种方法是通过研究一些特殊的遗传现象。
比如说某些遗传病，它只在从爸爸或者妈妈那里遗传过来的时候才发病。
这时候就可以怀疑是不是基因组印记在捣乱啦。
就像有个调皮的小捣蛋鬼藏在基因里，只有特定的遗传途径才会让它把病给引发出来。
另外呢，现在的技术可发达啦，像高通量测序技术也能帮助研究基因组印记。
通过对大量的基因序列进行测序分析，能够发现那些在表达上有偏向性的基因，也就是可能存在印记的基因。
这就像是大海捞针一样，在海量的基因信息里把那些特别的基因给找出来。
基因组印记名词解释
基因组印记名词解释什么是基因组印记？基因组印记（GenomeImprinting）是一种更新型的研究方式，它可以在有关基因组内部信息的学科中引入新信息。
它使我们能够揭示基因组不同位置的特定基因的特征，从而更好地理解它们的功能和调节方式。
基因组印记可以被认为是基因组研究的一种组成部分。
它以检测和鉴定特定基因组位置上特定基因的活性为基础。
因此，基因组印记可以改变基因表达的特定方式，研究人员可以通过此类手段检测特定基因的特定活性。
基因组印记的概念背后的基本原理是一种特殊的染色体特征，即“基因组印记”。
该印记是指一个较大的基因组片段（称为“印记基因”），可以导致染色体上的其他基因的活性发生变化，以及胞嘧啶乙烯酸（CDT）的改变。
CDT是一种染色质结构，它将基因组片段与其他基因组序列隔离开来，从而改变其他基因的活性。
由此形成的基因组印记可以被视为基因组内部信息的表达形式，是探索基因组本身特性的重要工具。
实际上，基因组印记的发现不仅仅是一个学术上的术语，它也为生物学家们提供了一种新的研究工具研究基因的活性及其调节的方式。
具体而言，基因组印记主要用于改变基因表达水平，因此可以根据研究目的调节基因的活性。
例如，研究人员可以利用基因组印记来探索特定基因的表达水平，从而发现其在生物学过程中的关键作用。
基因组印记不仅仅是一个学术术语，它还具有重要的实践意义。
例如，基因组印记可以被用于研究和表达多态性，它可以帮助我们更好地理解某些疾病的发生机制，比如癌症的发生。
此外，它还可以用作研究遗传学的一种新手段，帮助我们探索特定基因的功能，从而为治疗和防治各种疾病提供依据。
总之，基因组印记是一个非常重要的学术术语，它能够为基因组研究引入新的信息，以帮助我们更好地理解基因组内部信息，为生物学研究奠定坚实的基础。
DNA 甲基化与基因组印迹的研究进展
基因组印迹的研究进展[摘要]基因组印迹（g e n o m i c i m p r i n t i n g）是指在配子或合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体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亲本来源的等位基因有不同的表达活性。
为一种后生论修饰。
目前在人类和小鼠中坚定的印迹基因已超过25个，它们具有一些共同的特点，如印迹基因分布的群集性，复制的不同步性，表达的时空特异性，遗传的保守性及编码R N A s等。
基因组印迹的分子机理与印迹基因的甲基化尤其是C p G岛甲基化密切相关，特异性甲基化区域在印迹基因的表达中具有重要作用。
基因组印迹基因与胎儿和胎盘的生长发育及细胞增值有关，正常印迹的改变可引起包括肿瘤在内的多种遗传性疾病。
[关键词]基因组印迹印迹基因甲基化C p G岛基因组印迹是一种非孟德尔遗传现象,经典孟德尔遗传学认为所有父系及母系等位基因有同等表达，但随着对遗传学研究的深入，人们发现了一种被称为基因组印迹的非孟德尔遗传现象，它是指在配子和合子发生期间，来自亲本的等位基因或染色体在发育过程中产生专一性的加工修饰，导致后代体细胞中的两个亲本来源的基因有不同的表达活性，又称遗传印迹或亲代印迹或配子印迹。
它是一种伴有基因组改变的非孟德尔遗传形式，可遗传给子代细胞，但并不包括D N A序列的改变，至今，在人类和小鼠中鉴定的印迹基因已超过25个，它们具有一些共同的特征，印迹基因的甲基化可能是基因组印迹的分子机制，特异性甲基化区(D M R s)是控制印迹表达得的重要因素[1]。
印迹基因中大多数在生长和分化中起重要作用，而且可引起一些人类遗传性疾病和肿瘤发生。
我想从基因印迹的发现，印迹基因的特征及其生物学意义上谈一下我的认识。
1基因组印迹基因的发现基因组印迹基因的发现最初开始于对全基因组的研究，接着是对个别染色体和染色体区域的研究，最终到鉴定特异的印迹基因。
1989年，S w a i n和L e n d e等人发现了一个特异的印迹基因，但它并不是一个内源性基因。
基因组印记的研究进展
基因组印记的研究进展作者：苏鲁方李振庭郑瑜包纯刘小云来源：《安徽农业科学》2021年第07期摘要基因组印记（genomicimprinting），又称遗传印记（geneticimprinting），是基因表达的一种调控机制，属于表观遗传学，包括DNA甲基化修饰和组蛋白甲基化修饰。
阐述了印记基因的基本特征（可逆性、成簇分布、时空性、组织特异性和保守性），其可能的形成机制，为研究动、植物遗传育种奠定了分子基础。
关键词基因组印记;印记基因;甲基化;H3K27me3中图分类号 Q.75文献标识码A文章编号0517-6611（2021）07-0008-04AbstractGenomicimprintingalsoknownasgeneticimprintingisaregulatorymechanismofgeneexpress ionwhichbelongstoepigenetics，includingDNAmethylationandhistonemethylationmodification.Thispaperillustratedthebasiccharacterist ics（reversibility，clustereddistribution，temporalandspatial，tissuespecificityandconservativeproperty）ofimprintedgenesanditspossibleformativemechanism，inordertostudymoleculargeneticfoundationinanimalsandplants.KeywordsGenomicimprinting;Imprintedgene;Methylation;H3K27me3基因組印记（genomicimprinting）指子代中来自亲本的特定基因或染色体在发育过程中产生特异性的加工修饰导致父源或母源一方等位基因表达，另一方等位基因沉默或表达量很少的可遗传表观修饰现象。
植物基因组印迹的表观遗传学机制及其演化研究
评述与展望Rev i ew and P r og r ess植物基因组印迹的表观遗传学机制及其演化研究李玥1 赖思晨1张云峰1,2*田宝强1 严胜柒11 云南师范大学生命科学学院, 昆明, 650092;2 教育部生物能源持续开发利用工程中心, 昆明, 650092* 通讯作者, zhyunf e ng001@a li 摘要基因组印迹是指基因依其亲代来源的不同，等位基因呈现出差异表达的一种表观遗传现象。
印迹在哺乳动物和显花植物的胚胎或胚及胚胎营养组织(胎盘或胚乳)中都有发现，并有独立趋同进化的倾向，而在植物中发现的印迹绝大多数只存在于胚乳中。
就表观遗传机制而言，目前发现的印迹表达主要是受到DN A 甲基化、PcG 蛋白家族介导的组蛋白修饰和 ncRN A s共同作用影响。
植物印迹基因的全基因组分析揭示出许多印迹基因定位在转座子和重复序列附近，暗示转座子和重复序列的插入与印迹位点的演化存在相关性。
关键词基因组印迹, 表观遗传调控, DNA 甲基化, PcG 蛋白, s iRN AThe Epigenetic Mechanisms of genomic Imprinting in Plants and it's EvolutionLi Yue 1 Lai Sichen 1 Zhang Yunfeng 1,2*Tian Baoqiang 1 Yan Shengqi 11 Col l e g e of L i f e Sc i e nc es,Yunnan N orm a l U niv e r s i ty, K unm i ng,650092;2 The M i ni s try of Educ a t i on for Eng i ne e r i ng Research Centre of B i olog i c a l Energy D e v e l opm e nt and Ut ili z a t i on, K unm i ng, 650092* Corresponding author, zhyunf e ng001@a li y DOI: 10.13271/j.mpb.012.001050Abstract Genomic imprinting, the allele-specific expression of an autosomal gene that is dependent on its parent of origin, has independently evolved in flowering plants and mammals. In both of these organism classes, imprin- ting occurs in embryo as well as in embryo-nourishing tis sues——the placenta and the endosperm, res pectively. Whereas imprinting is predominantly restricted to the endosperm in plants. In terms of epigenetic mechanisms, imprinted expression is largely controlled by an antagonistic action of DNA methylation, Polycomb group- mediated histone methylation and ncRN A s.Genome-wide analyses of imprinted gen es in plants have revealed that many imprinted genes are located in the vicinity of transposon or repeat sequences, implying that transposon insertions are associated with the evolution of imprinted loci.Genomic imprinting, Epigenetic regulation, DNA methylation, Polycomb group proteins, s iRN A Keywords表观遗传调控(Epigenetic regulation)是指在不改变基因组DNA 序列的情况下，使生物个体的表型发生稳定、可遗传的改变的基因表达调控方式。
基因组印迹
②印迹的癌基因的LOI 或UPD 则可能导致双等 位基因表达,表达量成倍增加。
③印迹控制中心(指理论上可能会存在的某些对
印迹现象有关键性影响的基因或顺式元件) 的
突变性失活, 可能会导致某个染色体印迹区域
的多个印迹的癌基因的不正常表达。
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基因 IGF2
位置
表达方式 （人体）
相 癌、肺癌、结肠癌、胶质瘤
H19
M6P/ IGF2R
11p15.5 母源性
6q26
双等位， 少数母源 性
膀胱癌、宫颈癌、Wilms’瘤 肝细胞癌、Wilms’瘤
p57 KIP2 11p15.5 母源性 Wilms’瘤、肺癌
p73 1p36 母源性 神经母细胞瘤、肺癌、肾癌
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印迹基因编码RNAs
人们发现很多印迹基因根本不编码蛋白质，只编码 RNA。
这类编码RNA的基因具有一些共同特点:这些基因的第 一个和最后一个外显子均大，中间含有多个小的外显子;在 真兽亚纲动物中两个基因编码的RNA一级结构均很保守， 虽然那些保守的核苷分布并不完全一致，但在每个基因中 其出现具有周期性。根据潜在的基-环结构上互补碱基变化 方式推测出RNA的二级结构其保守性更加显著。这特点表 明印迹基因编码的RNA在进化选择中有一定的生物学活性。
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四、生物学意义
印迹基因在生长发育中尤其是胎儿和 胎盘的生长发育中有重要作用，它还与细 胞增殖有关，正常基因组印迹模式改变会 引起一系列人类遗传性疾病，包括神经和 精神发育异常的遗传性疾病以及儿童和成 人的一些肿瘤。
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基因组印记的机制
基因组印记的机制
基因组印记是指在基因组的氧化还原状态、甲基化状态和组蛋白修饰状态等方面的特征,这些印记可以调节基因的表达和功能。
基因组印记的形成和维护主要通过以下机制实现：
1.氧化还原状态：氧化还原状态的调节是通过氧化还原酶和调控因子来实现的,它们可以通过增加或减少氧化还原反应中的氧分子或还原剂来调节基因组的氧化还原状态。
2.甲基化状态：甲基化是通过甲基转移酶将甲基基团转移到DNA的氮基上来实现的。
甲基化的调节是通过甲基转移酶抑制剂和甲基转移酶激活剂来实现的。
3.组蛋白修饰状态：组蛋白修饰是通过组蛋白修饰酶将修饰基团转移到组蛋白的氨基上来实现的。
组蛋白修饰的调节是通过组蛋白修饰酶抑制剂和组蛋白修饰酶激活剂来实现的。
基因组印记的机制对于调节基因的表达和功能至关重要,它们可以影响细胞的发育、生长和分化以及组织器官的发育和功能。
基因组印记的异常可能会导致基因表达的异常,进而导致各种疾病的发生。
因此,研究基因组印记的机制及其调节方式,对于揭示基因表达的调节机制,治疗基因相关疾病具有重要意义。
基因组学的研究方法和成果
基因组学的研究方法和成果基因组学是生物学领域中最具有潜力和活力的领域之一，其研究范围涉及基因、DNA序列、蛋白质、细胞、组织及生物体等多个层面。
基因组学的研究方法和成果不断推进了生命科学的发展，并为人类疾病的诊断和治疗提供了新的思路和方向。
一、基因组学的研究方法1.测序技术测序技术是基因组学研究的核心工具之一。
它的原理是通过分离和测序DNA序列，得到基因组的完整序列。
第一代测序方法是手动的，通常花费数月时间才能测定一个较小的基因组，现在已经发展出了高通量测序技术，能够在数天内测定出整个人类基因组。
2.高通量筛选技术高通量筛选技术是基于DNA序列的研究方法之一，其主要原理是利用成千上万的微小反应池同时扩增DNA序列，然后通过分离和筛选，从复杂的基因组数据中识别出特定的DNA序列。
这种技术被应用于对人类基因组的研究，对于识别致病基因以及发现新药物具有重要的作用。
3.组学分析组学分析是基于大规模、高通量的数据分析，能够在基因表达、蛋白质组、代谢组、信号通路等方面对基因组进行全面的分析。
例如，对基因组数据进行全基因组关联研究(GWAS)，可以发现基因与人类疾病之间的关系，进而为疾病的治疗和预防提供新的思路和方法。
二、基因组学的主要成果1.基因组学在疾病预防和治疗方面的应用基因组学的应用已经扩展到从婴儿到老年人的各个方面，其中最主要的一个应用就是在疾病预防和治疗方面。
例如癌症、糖尿病、心血管疾病、神经系统疾病等等都是基因组学研究的热点领域，通过深入研究基因变异与疾病之间的关系，可以发现疾病发生的机制和预防方法，在治疗方面也可以个体化的定制治疗方案。
2.基因组学在动物和植物育种方面的应用基因组学在动物和植物育种方面也有很多应用，可以改良和优化动物和植物的基因组，提高其产量和品质等特性，例如牛奶的产量、作物的耐旱性和抗病性等方面。
3.基因组学在进化和人类起源方面的应用基因组学在研究进化和人类起源方面也有很大的应用，通过研究人类和其他生物基因组的不同之处，可以发现不同生物种类之间的联系，并且研究人类的进化历史和人类群落的概况。
基因组印记与研究方法
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▪ 印记基因中来自双亲的两条等位基因只有一个表达， 另一个不表达或表达甚微。 母系印记：母本等位基因沉默（父本表达）的印记
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chromosome7
gene
imprinting control region
gene
Igf2
thranscription factors?
CTCF
H19
other proteins ? enhancer
gene
Wsb1
chromosome11
gene
Nf1 imprinting control region-associated site
▪ 2.4 印记基因的发生常与该基因编码区、启 动子区以及其上下游区域特定的CpG序列有 关，这些特定序列的甲基化状态常影响亲本 特异性。
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▪ 2.5 基因印记的发生常有组织特异性和 发育阶段特异性。
▪ 2.6 基因组中存在印记维持元件，这些 印记维持元件的缺失会导致部分印记基 因印记的丢失。
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transcription factory
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▪ 3.2 乙酰化 ▪ 组成核小体的组蛋白的不同氨基酸残基的乙
酰化一般和活化的染色质构型和有表达活性 的基因相关联。 ▪ H4组蛋白的乙酰化可能通过调节染色质的结 构参与印记。
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▪ Igf2-H19 区域启动子区内H4的乙酰化水平在 两条亲本染色体上存在差异，表达的等位基 因比沉默的等位基因乙酰化水平高 。
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基因组印记的检测方法
基因组印记的检测方法
1. 通过基因测序来检测呀！就像给基因组做一次全面的“扫描”，比如说对小鼠的基因组进行测序，看看其中的印记情况。
2. 甲基化分析也很不错哦！这就好比是在基因组上寻找特殊的“标记”，像检测人类胚胎细胞中的甲基化状态。
3. 连锁分析也能派上用场呢！它像是在庞大的基因网络中寻找线索，如同在研究某个家族的基因连锁情况。
4. 芯片技术也是个好办法呀！仿佛给基因组绘制了一幅详细的“地图”，比如对特定疾病相关的基因组印记用芯片技术检测。
5. 核酸酶保护分析法也值得一试呀！就像拿着一把“宝剑”去解开基因组印记的秘密，像对某些植物的基因组进行这种分析。
6. 荧光原位杂交技术可厉害啦！就如同给基因组打上了“闪光点”，例如在检测细胞中的特定基因印记时使用。
7. 等位基因特异性表达分析也很有用哦！这就好像是在分辨基因组中“兄弟姐妹”的不同，像分析某个基因在不同个体中的等位基因表达差异。
8. 还有染色质免疫沉淀法呢！简直就是抓住基因组印记的“小尾巴”，好比用它来研究癌细胞中的基因组印记情况。
我觉得这些检测方法各有各的优势和适用场景，它们就像是一群各具本领的“侦探”，帮助我们解开基因组印记的神秘面纱！。
基因组印记的发现与研究
基因组印记的发现与研究“基因组印记”指的是在胚胎发育过程中，由于环境因素及个体生长与发育的影响，由哪些基因产生的蛋白质及RNA分子在细胞核染色体上的表现形式。
这一表现形式反过来被认为是个体生长和疾病风险的预示。
在基因组印记的研究中，主要关注的是DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传学特征，它们能够改变染色体三维结构与基因表达，对某些疾病如癌症、自闭症等的易感性产生重要的影响。
1. 基因组印记的发现在上世纪六十年代，Waddington提出了遗传与环境关系的概念，认为环境因素能够影响基因表达，而此时表面上基因已经进入了静态的状态。
七十年代，研究者首次发现了DNA甲基化，这是一种能够影响基因表达的表观遗传学特征。
甲基转移酶在DNA上加上一个甲基基团，而去甲基化酶则去除它。
同时，组蛋白修饰也被发现，组蛋白是包裹DNA的蛋白质，在不同位点的修饰对基因表达产生不同影响。
在90年代，非编码RNA也被证明能够对基因表达产生调节作用，而它们的表达受到DNA甲基化与组蛋白修饰的影响。
2. 基因组印记的研究基因组印记在生物医学领域的研究受到了广泛关注。
在研究中，研究对象主要分为两类：一个是不同发育阶段下的胚胎组织；另一个是成年人出现疾病的组织。
这些研究有助于了解基因组印记的本质，优化预测和预防疾病的策略，以及发现新的治疗方法。
一个经典的例子就是胚胎干细胞成熟的过程，这是以表观遗传学形式的转录调控机制为重点的研究领域。
其他研究领域包括心血管疾病、代谢综合征和自闭症等。
3. 基因组印记的重要性基因组印记在疾病预测、治疗和研究中的作用越来越被重视。
甲基化状态在DNA检测和诊断转化中已经被广泛应用，例如在肿瘤诊断中。
组蛋白修饰状态和非编码RNA也在疾病诊断和治疗上发挥了重要作用。
基因组印记在早期生物影响和对治疗的反应恢复预测中具有巨大价值。
在癌症的诊断、治疗和预防中，也有着非常重要的作用。
4. 基因组印记的未来基因组学成为医学新时代的目标之一，通过研究基因组印记的变化来找到引起疾病的因素，实现早期预防及个性化治疗。
12-基因组分析与基因组印记
第十二章基因组分析与基因组印记第一节基因组分析一、基因组概念及其衡量指标二、基因组的特点三、人类基因组计划四、基因组分析热潮第二节基因组印记一、概念及实验证据二、人类遗传的印记现象三、可能机理第一节基因组分析(geneome analysis)•一、基因组概念及衡量指标•1、概念：基因组(genome)也称染色体组，是指能够维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体及其所含的全部基因。
•基因组分析：就是分析基因组的序列、结构、功能等。
•2、基因组大小的衡量指标：基因数和C值。
•基因数：基因数在一定程度上反映了某物种的复杂程度，如病毒、大肠杆菌、真菌、高等植物、海胆、人等的结构基因数目依次为数十、约3000、约7000、约15000、约14 000、约35000。
•病毒，细菌的基因组比较简单，而真核生物，特别是人的基因组比较复杂。
•C值(C Value):一个物种的单倍体基因组的DNA总量是相对恒定的，通常称之为该物种的C值(C Value)。
※图13-10是不同种类生物基因组DNA的C值分布范围•从图13-10中可以看出，C值最小的是原核生物的支原体，小于106bp，最大的是真核生物中的某些显花植物和两栖动物，它们的C值可达1011 bp。
•从原核生物到真核生物，C值愈大，基因组大小、DNA含量、进化复杂程度、生物结构和功能的复杂程度愈高，需要的基因数目和基因产物种类愈多。
•但是，万物之灵的人，其C值只有109bp，而肺鱼的C值则为1011bp，比人的高出100倍。
•C值的大小并不能完全说明生物进化的程度和遗传复杂性的高低，这种生物进化复杂性与C值大小的不一致现象，就是C值悖理(C value paradox)。
•解释：生物复杂性及进化程度依赖于遗传物质的数量和质量。
高度进化及遗传复杂性必需要一定数量的遗传物质作为基础。
在遗传物质较少时，遗传物质数量是进化的主要限制因素，数量的增加，可大大增加生物的复杂性及进化层次。
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3可能的印记作用机制
3.1 DNA甲基化 DNA甲基化是一种DNA结构修饰。它 一般和基因沉默相关联，去甲基化常和 沉默基因的重新激活有关。 DNA甲基化的转录调控可能参与哺乳动 物基因组印记的产生。
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在印记区域亲本等位基因一般存在甲基化差 异，这些区域称为差异甲基化区 （ differentially methylation region ， DMR）。 DMR 在调控基因印记中起重要作用。
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5.1.1 孤雄胚胎（Androgenetic embryos AG ） 方法： 去核MⅡ期卵母细胞双精受精。 受精胚胎去雌原核，并用第二个精子来源的 雄原核取代雌原核。 细胞核融合。 AG胚胎发育迟缓，相对于胚胎，胚外组织发 育较好。
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2 .2印记基因复制的异步性。 Igf2-H19区域的复制：父源等位基因复制早 于母源等位基因。
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2.3 染色体上基因印记的发生具有空间位置 的限制性，同一条染色体上两个印记基因之 间的基因、与印记基因相邻的基因通常不表 现印记修饰。
2.4 印记基因的发生常与该基因编码区、启 动子区以及其上下游区域特定的CpG序列有 关，这些特定序列的甲基化状态常影响亲本 特异性。
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Dlk1-Gtl2 印记区域： 该区域位于小鼠12号染色体远端、人 14q32、绵羊18号染色体远端。 Dlk1, Peg11,Dio3 是该区域的蛋白编码基 因，是Sushi-ichi 样逆转录因子的Gag、Pol 的同源物。
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4基因组印记异常与疾病
基因组印记异常常和各种发育紊乱和疾病相 关，这些紊乱和疾病通常是由不正确的调节、 剂量改变和突变造成的。 印记基因的表达异常可能引起癌症、神经行 为和发育异常，还能影响母性行为。
基因组印记与研究方法
报告人 : cgl 2006年10月17日
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主要内容
1 基因组印记与印记基因 2 印记基因的特征 3 可能的印记机制 4 基因组印记与疾病 5 基因组印记研究方法
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1 基因组印记与印记基因
1 Genomic imprinting is a phenomenon in which alleles of a gene are expressed differentially depending on their parental origin. Those whose expression is dependent on the parental origin of the allele are known as imprinted genes.
目前在小鼠和人上已经发现了100多个印记 基因（印记转录单元）。见表 Back
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2 印记基因的特征
2.1 印记基因常成簇存在。如印记基因 Mash2、Ins、Igf2、H19位于染色体上不到 400kb的范围内。 如小鼠7号染色体 p57KIP2, KvLQT1 and Mash2---Insulin-2(Ins-2) and Igf2---H19。 人15号染色体： ZNF127 --SNRPN---IPW (encodes RNA) 。
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gene
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CTCF
gene
gene
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3.2 乙酰化 组成核小体的组蛋白的不同氨基酸残基的乙
酰化一般和活化的染色质构型和有表达活性 的基因相关联。 H4组蛋白的乙酰化可能通过调节染色质的结 构参与印记。
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Igf2-H19 区域启动子区内H4的乙酰化水平在 两条亲本染色体上存在差异，表达的等位基 因比沉默的等位基因乙酰化水平高 。 CTCF结合蛋白和组蛋白去乙酰化活性有关。
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印记基因中来自双亲的两条等位基因只有一个表达， 另一个不表达或表达甚微。
母系印记：母本等位基因沉默（父本表达）的印记 基因称为母系印记基因。如：Igf2 ，Ins , Ndn. 父系印记：父本等位基因沉默的印记基因称为父系 印记基因。如：Cpa4, H19,Cd81.
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目前在昆虫、植物、在真兽哺乳亚纲动物 （eutherian mammals）和有袋类动物 （marsupials）中发现了印记现象；而在单 孔类（monotremes）和鸟类中没有发现印记 现象。
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2.5 基因印记的发生常有组织特异性和 发育阶段特异性。
2.6 基因组中存在印记维持元件，这些 印记维持元件的缺失会导致部分印Leabharlann 基 因印记的丢失。9a
2.7 印记基因在真兽哺乳亚纲动物保守。在 小鼠中发现的印记基因一般在其他哺乳动物 也表现印记特征，但少数基因例外（Cd81、 Igf2r）。见表
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5 基因组印记的研究方法
验证基因印记最基本的方法： Mat(AA) × Fat(BB) F1(AB) RT-PCR-SSCP
F1 （AB） 不印记 （A） 父系印记 （B） 母系印记
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5.1 构建单亲二体型胚胎 利用核移植技术和细胞核融合（HVJ或仙台 病毒辅助融合）生产单亲二体型胚胎，用以 研究印记和发现印记基因。
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3.3 Micro RNA MicroRNA（miRNA）是指长度为21－25nt
的小型非编码RNA，由具有发夹结构的约7090个碱基大小的单链RNA前体加工而成,通过 抑制翻译或导致mRNA降解机制参与广泛的 发育和细胞过程。 有些印记区域含有miRNA，参与印记的发生。 如Dlk1-Gtl2 区域中antipeg11。
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Igf2-H19 的印记机制: Igf2-H19 区域定位于小鼠7号染色体、人 11号染色体。 Igf2 编码胎儿的一个生长因子，父本等位 基因表达。 H19的转录物是功能未知的非编码 RNA， 母本等位基因表达。
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CTCF蛋白是一个锌指蛋白，结合到特定 DMR上起绝缘子作用，这种作用具有位置依 赖性。 CTCF还介导interchromosomal association,(小鼠7号染色体的Igf2-H19和染 11号色体的Wsb1-Nf1).这种 interchromosomal association 可能参与 基因组印记。