10年前，科學(xué)家們宣布人類基因組計(jì)劃（Human Genome Project）完工。通過這一項(xiàng)目人們旨在了解人類*的四種核苷酸——腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和*的組合。這一生物學(xué)字母表幫助研究人員確定了人類基因組中大約2.5萬個(gè)編碼基因，然而隨著時(shí)間的推移，他們開始提出一些關(guān)于這些基因調(diào)控機(jī)制的問題。
現(xiàn)在，來自哈佛大學(xué)干細(xì)胞研究所的Alexander Meissner報(bào)告了另一項(xiàng)里程碑成果，這將推動美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）資助的人類表觀基因組學(xué)線路圖計(jì)劃（human Roadmap Epigenomics Project）。人類表觀遺傳學(xué)（Epigenetics）是針對具有相同基因的200多種人類細(xì)胞類型（例如肌細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞等）的基因表達(dá)各異機(jī)制進(jìn)行研究。其部分答案在于DNA的包裝方式，在緊密的DNA區(qū)域基因被沉默，而在開放的區(qū)域基因則被翻譯為蛋白質(zhì)。干細(xì)胞就是通過在細(xì)胞分裂后標(biāo)記特定的基因，使得它們被開啟或關(guān)閉，從而分化為各種細(xì)胞類型的。
Meissner領(lǐng)導(dǎo)的研究小組描述了廣泛人類細(xì)胞類型的DNA甲基化動態(tài)。甲基化就是指通過化學(xué)方式，將一個(gè)甲基添加到DNA序列中緊鄰*（G）的胞嘧啶（C）核苷酸上的過程。
Meissner研究小組確定了人類DNA 30億核苷酸中幾乎所有的2800萬個(gè)C-G堿基對的定位，隨后他們了解了這2800萬個(gè)C-G堿基對，哪些在所有細(xì)胞類型中處于動態(tài)或靜態(tài)。
“當(dāng)我們提出問題：有多少C-G堿基對正在發(fā)生改變時(shí)，得到的答案是非常小的一部分，”Meissner說。研究人員發(fā)現(xiàn)2800萬個(gè)C-G堿基對中80%未發(fā)生改變，有可能不參與調(diào)控細(xì)胞類型，而動態(tài)的C-G堿基對則定位在與基因表達(dá)相關(guān)的位點(diǎn)——尤其是諸如增強(qiáng)子等遠(yuǎn)端調(diào)控位點(diǎn)。“重要的是，這使得我們能夠改進(jìn)當(dāng)前繪制這一重要標(biāo)記的方法，通過更具針對性的策略，捕獲大部分的這一動態(tài)。”
Meissner實(shí)驗(yàn)室生成的甲基化圖譜是NIH一個(gè)大型協(xié)作項(xiàng)目的一部分，后者是針對大量人類細(xì)胞和組織類型中的不同表觀遺傳修飾展開研究。在今年早些時(shí)候，Meissner實(shí)驗(yàn)室記錄了在早期干細(xì)胞分化過程中發(fā)生的基因表達(dá)和多層次表觀遺傳動態(tài)。
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