表观遗传学研究方法进展.pdf

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1、生物技术通报·技术与方法·BIOTECHNOLOGYBULLETIN2011年第9期表观遗传学研究方法进展1．2111．2郑小国陈亮楼巧君罗利军12(上海市农业生物基因中心，上海201106;华中农业大学，武汉430070)摘要:表观遗传调控是基因表达调控的重要组成部分，已成为当前研究的热点。目前其研究主要集中在DNA甲基化和组蛋白修饰。针对这两种表观修饰，其研究方法也取得了较大进展，一方面方法的灵敏度和特异性都在不断提高;另一方面表观修饰的检测正在逐步从定性检测向定量分析方向发展，从个别位点向高通量检测发展。此外，新一代

2、测序技术的应用将大大推动表观遗传研究的发展，包括单分子实时测序法、单分子纳米孔测序法等。综述目前常用的DNA甲基化、组蛋白修饰研究方法以及最新的单分子测序技术，并对它们在表观遗传修饰检测中的应用作了简要对比分析。关键词:表观遗传学DNA甲基化组蛋白修饰限制性内切酶酶切法重亚硫酸盐法染色质免疫共沉淀单分子实时测序单分子纳米孔测序ResearchMethodProgressofEpigenetics1．2111．2ZhengXiaoguoChenLiangLouQiaojunLuoLijun12(ShanghaiAgrobio

3、logicalGeneCenter，Shanghai201106;HuazhongAgriculturalUniversity，Wuhan430070)Abstract:Epigeneticregulationhasbecomeahotspotinthestudyongeneexpressionregulation．Epigeneticregulationmainlyfo-cusesonDNAmethylationandhistonemodification．Agreatdealoftechniqueshasbeendev

4、elopedtodetecttheseepigeneticmodifica-tionsandgreatprogresseshavealsobeenachievedintermsofdetectionsensitivityandspecificity，qualitativeandquantitativeassay．Thenext-generationsequencingtechnologieswillgreatlypromotethedevelopmentofepigeneticresearchprovidingachanc

5、eforrapidandhighthroughputepigeneticdetection，whichincludethesingle-molecular，real-timesequencing，single-moleculenanoporeDNAse-quencing．Thisreviewintroducedthemostcommonlyusedandnewlydevelopedtechniques，andmadeabriefcommentabouttheirap-plicationsinthedetectionofDN

6、Amethylationandhistonemodification．Keywords:EpigeneticDNAmethylationHistonemodificationRestrictionendonucleaseenzymedigestionBisulfateChromatinimmunoprecipitation(ChIP)Single-molecularreal-timesequencingSingle-moleculenanoporeDNAsequencing表观遗传(epigenetic)是指DNA序列不发

7、生变化和组蛋白共价修饰两方面。化，但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变DNA甲基化(DNAmethylation)是常见的表观是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生遗传现象，它是指在DNA甲基转移酶(DNAmethyl-的改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳transferases，DNMTs)的作用下将甲基添加在DNA［1，2］定遗传。分子中的碱基上。常见的DNA甲基化发生在DNA表观遗传学的现象很多，DNA甲基化(DNA链上的胞嘧啶(C)第5位碳原子和甲基间的共价结［5，6］methylation)、组

8、蛋白修饰(histonemodification)、基合形成5甲基胞嘧啶(5mC)。除此以外，在腺因组印记(genomicimprinting)、RNA编辑(RNAedi-嘌呤(A)N6位置可以引入一个甲基形成N6甲基腺ting)、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活和性别嘌呤(N6-mA)。在真核生物中