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shRNA表达克隆

破解表观基因组难题——机遇与挑战并存

Apr 28, 2011 No Comments

前言
表观遗传学研究领域是近几年里众多生物学研究方向中进展最为迅速的一门学科。

表观遗传学研究领域在这几年里取得了一系列突破性的进展,比如获得了精确度高达单个碱基的人类DNA甲基化组图谱(human DNA methylome)、发现了CpG岛海滩现象(CpG island shores,即在基因组甲基化的位置中大约有 76% 出现在离CpG岛不远的地方,距离大约在 200至 2000个kb左右,因此将它们命名为CpG岛海滩,意即CpG岛外的甲基化现象)、发现了许多新的组蛋白变异体及修饰方式,还构建了全基因组核小体位置图谱(genome-wide nucleosome positioning map),这一切成果都表明在最近这两年里表观遗传学研究领域的进展速度是惊人的。

科研界对表观遗传学研究领域的关注度不断增加的这几年也是科研技术与方法不断取得重大突破的几年,由于这些新兴技术的出现,科学家才能够开展大规模的表观遗传学研究,比如对DNA甲基化、组蛋白修饰、核小体定位(这对于基因表达调控和非编码RNA的表达至关重要)等等表观遗传学标志现象开展研究。

只有掌握了这些研究成果我们才能够进一步了解这些表观遗传学标志异常以及表观遗传学机制异常与人体疾病的关系。只有先全面了解各种表观遗传学修饰机制、各机制间的相互作用以及它们在正常人体和患病情况下发生了哪些变化才能够更进一步地开展生物医学研究。而表观遗传疗法在恶性血液病方面的成功则坚定了人们在这个领域的转化信心。但是,我们需要放更多精力,不仅要阐述分子分化时传出的表达或沉默状态分子的机制信号,还要在不同发育阶段和疾病过程中了解不同类型细胞中的DNA和/或染色质修饰,例如RNA、转录因子、核定位因子的信号转导途径之间的相互作用。有了这些信息,表观遗传就有望对药物研制做出更大贡献了。

 

一、破解表观基因组难题——机遇与挑战并存
          1. 表观基因组学的概念
          2. 大规模表观基因组学研究的意义
          3. 规划大规模表观基因组学研究项目
          4. 总结
二、表观遗传学修饰与人体疾病的关系
          1. 表观遗传学修饰机制及其相关因子
          2. 肿瘤细胞中的表观遗传学修饰情况
          3. 表观遗传学修饰作用与神经发育紊乱的关系
          4. 表观遗传学修饰与神经变性疾病和神经系统疾病的关系
          5. 表观遗传学修饰与自身免疫性疾病之间的关系
          6. 结论及展望 
三、表观基因组学研究意义探讨——基因组功能及常见疾病诠释新方法
          1. 表观基因组学:基因组功能的解剖学
          2. 表观基因组研究会取代单基因的表观遗传学疾病研究模式
          3. 未来的技术发展
四、促进表观基因组学数据比对工作早日开展
          1. 表观基因组学比对技术的应用实例
          2. 计算问题和技术难题
          3. 小结

 

下一期预告:海量生物学数据管理和分析的计算解决方案
随着新一代测序技术、实时成像技术和质谱技术的发展,我们每周会产生几百GB甚至TB的DNA、 RNA和蛋白质序列数据。生命科学的成功不在于取得这些数据而在于我们合理诠释这些大规模、高维度数据的能力,这对生物信息学家提出了很高的挑战。下期《生命奥秘》将从现有的一些计算环境如网格计算、集群计算、云计算等出发,讨论我们如何掌握这些工具来成功解决海量数据的储存、处理和分析问题。

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