《表觀遺傳學(xué)第一章》課件

表觀遺傳學(xué)章緒論《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!多莉：死掉了…IanWilmutDolly多莉：生于1996年7月5日，死于2003年2月14日《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!Dr.EvilDr.EvilDr.Evil’sClone“MiniMe”《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!葉酸:很重要？《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!Beckwith-WiedemannSyndrome？1.小頭2.巨舌3.胎盤增生《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!一、人類基因組計劃完成帶來的挑戰(zhàn)1.100多個物種的基因組測序已經(jīng)完成；2.>4,000個物種的基因組計劃正在進(jìn)行；3.比較基因組學(xué)：比較多個物種的基因、蛋白質(zhì)的序列來揭示功能的保守性，并發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律?！侗碛^遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!基因的結(jié)構(gòu)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!經(jīng)典遺傳學(xué)：Antennapedia1.antenna-觸角，pedia-足2.觸足突變3.同源異型基因:homeoticgenes4.Antennapedia：hoxgeneAntennapedia《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!人類基因組計劃1.搞清楚人類基因組的DNA堿基的內(nèi)容和順序2.編碼區(qū)(編碼蛋白的DNA序列)：占基因組的<2%3.非編碼區(qū)：功能？a.非編碼RNA：具有調(diào)控功能b.重復(fù)片段：維持基因組的結(jié)構(gòu)？c.轉(zhuǎn)座子《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!遺傳信息的傳遞：中心法則1.DNA自身通過復(fù)制傳遞遺傳信息；2.DNA轉(zhuǎn)錄成RNA；3.RNA自身能夠復(fù)制(RNA病毒)；4.RNA能夠逆轉(zhuǎn)錄成DNA；5.RNA翻譯成蛋白質(zhì)?！侗碛^遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!遺傳信息1.遺傳編碼信息：提供生命必需蛋白質(zhì)的模板2.表觀遺傳學(xué)信息：何時、何地、以何種方式去應(yīng)用遺傳信息(1)DNA的甲基化：CpG位點，>5,000萬個(2)組蛋白修飾：組蛋白密碼(Histonecode)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!Waddington'sepigenetics基因型表型《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!PEV:位置效應(yīng)斑white基因vs.轉(zhuǎn)座子《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!Paramutation一個沉默的基因常常導(dǎo)致等位基因也發(fā)生沉默maizeP-rrgene：Myb轉(zhuǎn)錄因子《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!Paramutation1.分子機(jī)理二(RNA-mediatedtrans-inductionofchromatin)：RNA參與調(diào)控《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!DNA甲基化SAH,S-adenosylhomocysteine;SAM,S-adenosylmethionine《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!1.基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控1.DNA甲基化(DNAMethylation)2.基因印記(GenomicImprinting)3.DNA甲基化與轉(zhuǎn)座子的穩(wěn)定性(Transposon)4.染色質(zhì)重塑(Chromatinremodeling)5.偽基因(Pseudogene)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!基因印記GenomicImprinting:兩條染色體需要隨機(jī)沉默其一Beckwith-WiedemannSyndrome:1/15,000BWS：20%的致死率BWS:embryonictumor《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!DNA甲基化vs.轉(zhuǎn)座子axin-fused《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!2.基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控1.非編碼RNA:e.g.,XistandTsix2.MicroRNA3.Antisense4.RiboswitchRNAs《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!RiboswitchRNAs主要定位于基因的5’非轉(zhuǎn)錄端附近，能夠感知代謝物并調(diào)控基因表達(dá)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!組蛋白的共價修飾《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!五、表觀遺傳學(xué)對醫(yī)學(xué)的影響1.環(huán)境對基因表達(dá)的調(diào)控作用表型=基因型+環(huán)境2.環(huán)境因素對人的影響(1)癌癥(2)衰老(3)心血管疾病(4)自身免疫性疾病(5)心血管疾病3.表觀治療《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!RudolfJaenisch1.Dnmt1chip/-:Dnmt1的表達(dá)量為正常小鼠的10%；2.低甲基化3.Dnmt1chip/-小鼠出生體重為正常的70%4.80%的小鼠4-8個月內(nèi)產(chǎn)生淋巴瘤5.癌基因c-myc表達(dá)量異常增高《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!六、國際人類表觀基因組計劃1.TheHumanGenomeProject:providestheblueprintforlife,buttheepigenomewilltellushowthiswholethinggetsexecuted.2.Humanepigenomeproject:DNAmethylation(1)不同組織、細(xì)胞(2)不同發(fā)育階段(3)正常細(xì)胞vs.癌癥、疾病細(xì)胞《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!ThecalicocatRainbowCopyCatAllie?《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!內(nèi)容綱要一、人類基因組計劃完成帶來的挑戰(zhàn)二、表觀遺傳學(xué)的發(fā)展歷史三、表觀遺傳學(xué)的研究內(nèi)容四、表觀遺傳學(xué)與遺傳學(xué)五、表觀遺傳學(xué)對醫(yī)學(xué)的影響六、國際人類表觀基因組計劃《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!DNA雙螺旋《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!基因：可遺傳1.遺傳的基本功能單位2.基因由DNA編碼3.一個基因編碼一條蛋白質(zhì)4.基因序列的改變可能導(dǎo)致功能及表型的改變基因型(Genotype)->

表型(Phenotype)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!經(jīng)典遺傳學(xué)：Huntington'sdisease1.Huntington‘sdisease：亨廷頓舞蹈病2.Huntingtin(11-41):FESLKSFQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQP《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!基因概念的延伸：生物體的復(fù)雜性1.人類基因組：~22，000個基因vs.100,000個蛋白質(zhì)——可變剪切(AlternativeSplicing)2.表觀遺傳學(xué)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!表觀遺傳學(xué)1.概念：基因的DNA序列不發(fā)生改變的情況下，基因的表達(dá)水平與功能發(fā)生改變，并產(chǎn)生可遺傳的表型。2.特征:(1)可遺傳；(2)可逆性；(3)DNA不變3.表觀遺傳學(xué)的現(xiàn)象：(1)DNA甲基化(2)組蛋白修飾(3)MicroRNA(4)Genomicimprinting…《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!二、表觀遺傳學(xué)的發(fā)展歷史1.1942年，ConradHalWaddington提出現(xiàn)代Epigenetics的概念，認(rèn)為基因型通過一些“偶然的、不確定的機(jī)制”決定了不同的表型2.1941年，HermannJ.Muller發(fā)現(xiàn)Position-effectvariegation(PEV)——種表觀遺傳學(xué)現(xiàn)象3.1958年，R.A.Brink發(fā)現(xiàn)paramutation現(xiàn)象4.1961年，MaryLyon發(fā)現(xiàn)X染色體失活現(xiàn)象5.1983年，DNA甲基化的發(fā)現(xiàn)…《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!Waddington'sepigenetics基因型表型《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!PEV:位置效應(yīng)斑《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!Paramutation1.分子機(jī)理一(Pairingmodel)：染色體發(fā)生交聯(lián)，使得等位基因受到影響；《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!X-chromosomeinactivation雌性的一條X染色體完全失去活性RainbowCopyCatAllieX染色體失活《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!三、表觀遺傳學(xué)的研究內(nèi)容1.基因選擇性轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控2.基因轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控3.蛋白質(zhì)的翻譯后修飾《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!DNA甲基化《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!DNA甲基化vs.轉(zhuǎn)座子葉酸：很重要IAP:intracisternalAparticle非甲基化：異常表達(dá)Agouti甲基化：正常表達(dá)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!染色質(zhì)重塑染色質(zhì)(Chromatin):染色體上高度致密的部分，通常不表達(dá)基因《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!Antisense《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!3.蛋白質(zhì)的翻譯后修飾1.組蛋白的甲基化和乙?；猄tatic2.組蛋白的其他修飾——Dynamic3.非組蛋白的共價修飾《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!四、表觀遺傳學(xué)與遺傳學(xué)1.表觀遺傳學(xué)是經(jīng)典遺傳學(xué)的補(bǔ)充和進(jìn)一步的發(fā)展；2.拉馬克的進(jìn)化學(xué)說:(1)用進(jìn)廢退(2)獲得性遺傳3.表觀遺傳學(xué)僅見于真核生物中，遺傳模式有：4.遺傳模式：(1)穩(wěn)定模式(2)動態(tài)模式/衰減模式(可逆的)《表觀遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!表觀遺傳與癌癥DNA甲基化(1)高甲基化(Hypermethylation)：基因表達(dá)量低(2)低甲基化(Hypomethylation)：基因表達(dá)量高腫瘤細(xì)胞：(1)整個基因組甲基化程度很低(2)某些抑癌基因錯誤的發(fā)生甲基化被沉默甲基化程度低：染色體容易發(fā)生功能異?！侗碛^遺傳學(xué)章》課件共47頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!表觀治療1.DNA甲基化