表观遗传可测男性性倾向

正根据一项新研究,利用来自人类基因组中仅9个区域的表观遗传信息,科学家就能以高达70%的准确率预测男性性倾向。这是基于分子标记预测性倾向的第一个模型。在这项研究中,科学家研究的并非是包含于DNA中的基因信息,而是同卵男性双胞胎基因组中的DNA甲基化(影响一个基因何时表达及表达方式的一种DNA分子改变)模式。虽然同卵双胞     

限制性核酸内切酶PvuⅡ识别序列外甲基化抑制其酶切活性的分子机理研究

<正>DNA甲基化是DNA分子上重要的碱基修饰方法之一,它可以影响核酸的结构及其与蛋白质的相互作用,由此影响基因的表达,关于甲基化与限制性核酸内切酶之间的关系,以往的研究表明:限制性核酸内切酶识别序列内DNA甲基化可特异性地抑制该酶的酶切活性。     

表观遗传学前沿述评

正表观遗传学是细胞调控基因表达的众多方式之一,它研究基因在不改变其遗传密码或DNA序列的情况下开启或关闭的机制。表观遗传学帮助科学家更好地理解复杂多样的生物过程,如细胞分化、基因组印记和X染色体失活,并通过两个机制过程进行操作:组蛋白修饰(如甲基化、乙酰化、泛素化和磷酸化)以及胞嘧啶碱基对的直接甲基化。作为表观遗传学评估和干预的两种新方法,APOBEC偶联表观遗传测序(ACE-seq)和CRISPR具有显著增强表观遗传学研究及其临床应用的潜力。     

植物DNA从头甲基化的机制

DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰,与基因的表达调控、转座子的沉默及异染色质的形成等紧密相关. DNA从头甲基化是指在新位点建立甲基化修饰的过程.植物中存在多个DNA从头甲基化通路,主要分为RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation, Rd DM)及CMTs(CHROMOMETHYLASEs)参与的从头甲基化.Rd DM通路在非编码RNA的介导下靶向建立甲基化修饰,可调控植物多类生长发育过程.伴随着研究的深入,多条非经典的Rd DM通路得以发现,这些通路在转座子的识别和沉默方面有着重要作用.此外,非模式植物中的研究还对CMT3参与从头甲基化的机理进行了探索.基于DNA从头甲基化机制,最近的研究开发了多种靶向DNA甲基化操控工具,这些工具将推进对DNA甲基化功能的认识,并有望进一步用于遗传操控进行作物改良.本文综述了植物DNA从头甲基化机制的最新研究进展,并针对该机制的应用进行了讨论.     

限制性核酸内切酶PvuⅡ识别序列外甲基化抑制其酶切活性的分子机理研究

DNA甲基化是DNA分子上重要的碱基修饰方法之一,它可以影响核酸的结构及其与蛋白质的相互作用,由此影响基因的表达,关于甲基化与限制性核酸内切酶之间的关系,以往的研究表明:限制性核酸内切酶识别序列内DNA甲基化可特异性地抑制该酶的酶切活性。     

表观基因组编辑的研究与挑战

正利用CRISPR和其他工具,科学家正在对DNA甲基化、组蛋白标记和其他基因表达调节剂进行修饰,以了解它们是如何影响到健康与疾病的。在美国加州拉霍亚索尔克研究所胡安·贝尔蒙特(Juan Carlos Izpisua Belmonte)实验室里,科学家对疾病相关基因进行微调后,罹患肾病、肌萎缩或糖尿病的突变小鼠的健康状况均有所改善。然而,贝尔蒙特和他的同事们并没有     

DNA甲基化对转基因表达的影响

DNA甲基化在调节真核生物基因表达过程中起着十分重要的作用。在植物转基因研究中,外源DNA甲基化往往易导致外源目的基因失活。利用农杆菌介导将β-葡糖醛酸酶基因（uidA)导入烟草,发现外源uidA基因在部分转基因植株中发生了基因失活现象。Northern杂交实验证实,基因失活的植株内检测不到外源uidA基因的转录产物,同时伴随着基因上游启动子区域的DNA甲基化现象。上述实验结果提示,转基因失活很可能是由于启动子区域甲基化引起的。     

油菜种子萌发过程中DNA甲基化的MSAP分析

DNA甲基化对于植物的生长发育和组织分化具有十分重要的调控作用. 用MSAP (methylation- sensitive amplified polymorphism)和HPLC两种方法分析了油菜种子萌发过程中DNA甲基化的动态变化过程, 并且比较了不同器官组织的甲基化水平差异. MSAP的分析结果表明, 油菜种子基因组中大约有15.7%的CCGG位点发生了胞嘧啶甲基化, 发生甲基化的方式以C^5mCGG双链甲基化为主; 种子萌发过程中同时发生甲基化和去甲基化事件, 其中去甲基化占据主导地位; 不同器官组织的甲基化水平存在一定差异, 胚根的甲基化水平最低, 下胚轴次之, 子叶最高, HPLC分析结果与此一致. 最后, 对11个甲基化多态性片段进行了序列分析, 发现基因编码区和非编码区发生DNA甲基化的频率基本相等. 由此可见, 种子萌发过程中DNA的甲基化变化是一个十分复杂的过程, 油菜可能通过甲基化和去甲基化的方式调控基因的表达, 并最终决定植株的生长发育和器官分化.     

生命之初,新在哪里:我们为何生而不同

新生命究竟"新"在哪里?经典的遗传学观念认为基因决定表型,但同卵双生的双胞胎基因几乎完全相同,为何依然存在很大差别?越来越多的研究证实,代际间的表观遗传改变决定了我们生而不同。表观遗传学是指独立于DNA序列改变的遗传,主要包含DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等。本文生动形象地介绍了表观遗传的概念及核心内容,重点描绘了表观遗传修饰(包括DNA甲基化和组蛋白修饰)在早期胚胎发育过程中的动态变化,有助于我们深入理解表观遗传在新生命发生过程中的作用。     

表观遗传信息的跨代传递

表观遗传是不依赖于DNA序列改变的染色质变化所引起的遗传现象.表观遗传学作为调控环境诱导的表型的机器,通过调控基因在时间和空间的特异性表达,将个体获得的性状传递给子代.表观遗传信息跨代传递的证据逐年涌现,亲代饮食、生活经历以及生活习惯等可影响子代的代谢以及对应激的响应,而表观遗传信息主要由DNA甲基化、小RNA、组蛋白修饰、染色体的状态、转录因子的丰度以及阮病毒等6种载体传递.本文重点探讨了DNA甲基化和小RNA介导的表观遗传信息跨代传递,包括印记基因和非印记基因的DNA甲基化改变以及精子中mi RNA和t RNA片段介导的后代性状改变.鉴于外界环境的复杂性和不可控性以及表观遗传修饰的可塑性,表观遗传信息跨代传递的研究也面临诸多挑战,但新的方法和测序技术为揭示表观遗传信息的跨代传递的分子机制提供了新的机遇.基于表观遗传信息的跨代传递,我们应重新认识体外受精、基于遗传学的药物设计等社会问题对后代潜在的影响,为预防相关疾病及政策制定提供新的视角.     

科学家发现导致新冠重症基因

为什么有些人感染了新冠病毒没有症状,而有些人病情危重?这是此次疫情的最大困惑之一.英国科学家对2200多名重症监护患者的研究结果发现,答案或许在于特定的基因. 科学家对英国各家医院200多个重症监护病房患者的DNA进行了研究.他们扫描了每个人的基因.基因里面包含每个生物过程的指令,包括如何抗击病毒.     

体细胞核移植牛肺脏中H19和Xist基因的DNA甲基化状态

在体细胞核移植中, 体细胞的供体核要经过表观遗传修饰的重编程才能获得发育的全能性, 目前认为不完全的表观重编程是导致克隆效率低的主要原因. DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式, 是调节基因组功能的重要手段. 为了探求核移植过程中DNA甲基化的表观重编程是否充分, 利用亚硫酸氢盐测序法分析了印记基因H19和Xist在出生48 h内死亡的体细胞核移植牛和正常对照牛肺脏中的DNA甲基化状态. 结果发现, 体细胞核移植牛中H19基因甲基化程度较低, 与正常对照组相比差异显著(P < 0.05), 并且 9C3个体有3个CpG (第1, 2, 3位)表现出完全非甲基化; Xist基因甲基化程度在体细胞核移植牛和正常对照牛中都较高, 且没有显著差异.     

本期专题简介

正近年来随着对遗传信息研究的深入,人们发现现代生物子代从亲代基因组中获得的生长、发育和进化信息并不仅仅取决于基因序列,基因表达过程中的变化对子代表现型也有着重要影响。因此,表观遗传学(Epigenetics)受到了人们的青睐,成为近年来研究的热点。表观遗传学是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生可遗传的遗传信息变化,并最终导致可遗传的表型变化,而且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递且具有可逆潜能。近年来研究较多的主要有DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码     

未来之食物

正科学家已经找到了一种快速而且廉价的方法来改变食物的DNA。在明尼苏达州高速公路附近的汉普顿酒店和丹尼餐厅旁边隐匿着一个耀眼的实验室,它就是大名鼎鼎的生物技术公司——Calyxt(其隶属法国制药公司Cellectis),这家公司的研究人员主要通过控制一台四四方方的机器人来工作。这台机器人就像一个娃娃抓取机,使用移液器将DNA转移到滴管中。事实上这台机器正在构建一种能够重新编辑DNA的酶,而这种酶能够给人类的食品工业和农业带来革命性的改变。由于采用了一种被称为基因编辑的尖端技术,科学家现在可以轻轻松松地将植物基因‘打开’和‘关闭’,这个操作过程就像打开照明灯开关一样。     

生物技术在预防疟疾中发挥作用

科学家在解除蚊子传播疾病方面的研究取得了进展———改变某些蚊子的基因使其传播疟疾的效力减弱。这一研究说明 ,通过遗传工程可战胜这种致命的疾病。疟疾是由蚊子所携带的生物体引起的 ,全世界每年有 5亿人传染上疟疾 ,3 0 0万人死于这种疾病 ,大多数受害者是非洲撒哈拉沙漠以南的儿童。由凯斯西部保留地大学的莫瑟尔·塔克斯拉纳领导的一科学家小组在实验中 (改变传染老鼠疟疾蚊子的基因 )鉴别出一种ＳＭ 1分子 ,该分子能阻止疟原虫从蚊子的腹部向唾液腺转移。他们将这种分子的基因注入蚊子体内 ,然后利用转基因蚊子进行了两次试验。在…     

3-脱氮腺苷(3DAA)在体内对鼠肝DNA甲基化酶活力的影响

在大多数高等有机体中,DNA一经合成便被DNA甲基化酶修饰而发生DNA甲基化作用。已有大量实验证明DNA甲基化作用在基因表达的调控中起重要作用。Razin等评论了DNA甲基化作用和基因功能间的相互关系。而作为癌研究的基本理论问题之一,也有很多研究者对异常甲基化作用和癌的相关性做了大量工作。显然,DNA甲基化酶活力调节的研究无论在分子生物学或癌基本理论的研究中都很重要。     

我们身体里的“幽灵”基因

正听起来让人难以置信,但我们身体里的确隐藏着大量来自远古灭绝人种的基因。我们的身体里含有数量惊人的来自灭绝人种的DNA,科学家正在探索这些"幽灵"基因对人类的生存和进化所起的重要作用。我们的祖先混合了人类进化史上多个人类分支的血统,将一些已经灭绝人种的DNA一代代传了下来。时至今日,灭绝人种的DNA,包括尼安德特人、丹尼索瓦人及其他灭绝人种在内的DNA就存在于我们的细胞内。科学家想知道,携带了多个人种基因会给我们的生存带来什么     

好朋友就连基因也相似

正一项针对2000人的新研究发现,关系亲密的朋友之间拥有1%的相同基因。这个1%听起来没多少,但在科学家看来却相当重要。它意味着科学家甚至能通过测试DNA来判断人们是否可能成为密友,其准确度高于用基因工具来预测肥胖或精神分裂症的风险。科学家推测,上述现象根源于人类进化。早期人类可能会在不经意间组成基因上适应于相同环境、或具有类似偏好和憎恶的族群。例如,那些都怕寒冷的人可能会互相帮助生火取暖。这种"功能性亲缘关系"之所以被驱动,可能是因为一些基因特性只在人们共享     

排除基因:发现癌机理的线索

新近的研究工作增强了一种想法:在癌细胞中和在受到正常的、遗传程序影响的细胞中,DNA(脱氧核糖核酸)分子上甲基的变化是重要的。同时,从医学的观点看,已知引起肿瘤生长的化学药品同样破坏部份身体的防御机构。在过去几年中,有几个研究小组发现了高级生物的一个规律:在 DNA 的特定的脆嘧啶残基上没有甲基的基因比有甲基的基因更富于活性。新近,有的分子生物学家也发现,瘤细胞中 DNA 上的甲基是“不稳定的”,而且,激素会影响细胞中 DNA上甲基化的程度。有研究者曾看到三个基因的DNA:两个编码的携氧蛋白血红素和一个生长激素。这三个基因固定在不同的染色体上,在结肠瘤细胞和肺瘤细胞中,它们均不起作用。然而,所有     

从古尸上提取并复制成功DNA

最近,瑞典的科学家从2400年前的埃及儿童木乃伊上提取到了DNA。科学家把这些古老的DNA移植入细菌中培养,利用细菌复制出的这种DNA进行研究。这是人类第一次复制出古生物上的DNA。这些古尸上的DNA的数量大约只有活人身上DNA数量的5%。科学家在检查同时出土的其他23具埃及古尸时,只发现其中的两具尸体还有DNA存在,但这两具古尸上的DNA无法在实验中复制。由于控制细胞活动的基因是由DNA组成的,从这个儿童古尸上成功复制出的DNA将帮助科学家了解古