我也来请教下:Epigenetics

入得谷来,祸福自求。
Post Reply
Jun
Posts: 27816
Joined: 2003-12-15 11:43

我也来请教下:Epigenetics

Post by Jun » 2009-05-18 17:44

Epigenetic modifications (eg, methylation) 是怎么从一代传到下一代的?不是百分百传递的吧?这个遗传稳定吗?就是说,从儿女辈到孙子辈,会不会消失?

我还有个很不明白的地方,环境引起的 epigenetic changes 是不是发生在全身所有的细胞里(能遗传的肯定是种到 gametes里面了)?

我保证对热心解答的同学有接岔与回音。谢谢。
此喵已死,有事烧纸

Knowing
Posts: 34487
Joined: 2003-11-22 20:37

Post by Knowing » 2009-05-18 18:10

I heard it can be passed down from mother to children (not from father though)... not sure what I am talking about....
有事找我请发站内消息

stracciatella
Posts: 265
Joined: 2007-12-14 16:32

Post by stracciatella » 2009-05-19 4:24

我不懂搬个小板凳听科普 :party003:

sogno
Posts: 61
Joined: 2009-04-17 11:42

Post by sogno » 2009-05-19 6:02


tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 7:45

这个,貌似是火焰同学的本行哎。
乡音无改鬓毛衰

Jun
Posts: 27816
Joined: 2003-12-15 11:43

Post by Jun » 2009-05-19 9:21

Thanks for the referral, but none of this answers my question about how epigenetic messages are inherited. I am at a meeting and cannot do extensive research on this.
此喵已死,有事烧纸

tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 9:35

我粗略的看了一眼,觉得epigenetic说的是基因表达的控制。就是说个体DNA顺序结构不变,通过控制啥基因得到表达,啥基因不表达,来控制个体的phenotype。这个控制貌似是可以遗传的,如何遗传让我在研究研究文献看有没有说法啊。
乡音无改鬓毛衰

Jun
Posts: 27816
Joined: 2003-12-15 11:43

Post by Jun » 2009-05-19 9:45

Thanks, Dr. Tiff. I can just wait till Orangetabby or 火焰同学 get on.
此喵已死,有事烧纸

tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 9:58

重了
Last edited by tiffany on 2009-05-19 10:56, edited 1 time in total.
乡音无改鬓毛衰

tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 10:26

哇,jun你咋一跳就跳了个好热的大题目~,pubmed光review就快4000篇了。我研读了一下儿发在PLoS GEnetics的一篇文章的intro,摘抄相关章节如下,貌似现在这个问题还没有明确的答案。

[quote]Epigenetic regulation of gene expression refers to repression or activation of gene expression via covalent modifications of DNA or histones, such as methylation or acetylation, without changing the DNA sequence of the gene [1
乡音无改鬓毛衰

森林的火焰
Posts: 2913
Joined: 2005-09-08 9:45
Contact:

Post by 森林的火焰 » 2009-05-19 10:53

我来了。。。
Epigenetics,指的是除DNA以外的遗传信息。现在一般研究的有:DNA methylation和histone modification。DNA methylation,顾名思义,就是在DNA骨架上缀上个甲基。有些DNA区域会缀有一大串甲基,连着下来,表示这段DNA有什么什么功能――一般来说是表示这段DNA不被表达,但谁也不敢说它就只有这一种功能。在DNA链复制的时候,methylated DNA会根据情况,如实地在子链上反应出来,或者不(这话真废)。具体细胞是如何详细地实现这一功能的,我没怎么看过这方面的论文。
Histone modification是指在histone尾巴上的修饰。Histone是包装DNA用的,DNA在电镜下显示为一串项链的结构,因为每147个base pair绕在一个histone八聚体组成的小球儿上。这个八聚体小球儿有尾巴拖在外面,这些尾巴可以被不同的group修饰,比如methylation, acetylation,phosphorylation, sumoylation...这些尾巴的修饰的不同组合,表示着不同的意义:一般来说是表示这段DNA可以/不可以被转录。所有的这些信号具体编码着什么,又如何与别的什么蛋白或者transcription factor或者transcription machinery共同作用,大家现在只有片面零碎的结论,还没有特别宏观的图。笼统的说,acetylation表示基因可以被转录,methylation表示基因被抑制,但双方也都各有反例。
所以,epigenetics引起的基因表达变化,是up to cell的,在一个细胞里发生的在另一个里不一定会发生,或者完全没必要发生。有一个著名的paper讲被妈妈nurse得多的小鼠长大以后性格比缺乏nursing的小鼠要好,后者多疑,不安,容易歇斯底里。然后研究这些小鼠大脑中的glucocorticoid recepter基因发现,得到很多照顾的小鼠,在神经细胞里glucocorticoid receptor的promoter部分,methylation被移去了,从而制造出更多的receptor;被忽视的小鼠methylation基本没动,因而receptor量很少(我这是完全凭模糊印象,欢迎最近温习过paper的补充)。
http://harps.yculblog.com
搬家了搬家了

森林的火焰
Posts: 2913
Joined: 2005-09-08 9:45
Contact:

Post by 森林的火焰 » 2009-05-19 11:01

nuclear transplantation证明了一个神奇的事情,就是oocyte有强大的功能,可以把已经被epigenetics确定身份为某某分化细胞的细胞核,抹掉一切印迹并且重新标记为具有一切分化能力的细胞核。最早的zygote,它的DNA编码理论上来说和由它衍生的皮肤细胞,神经细胞,各各都是一样的(假设复制不出错的话)。但为什么zygote有分生能力,皮肤细胞只能当皮肤细胞,神经细胞连分生能力都失掉了呢?因为它们在整个发育过程中,在epigenetics的水平上被一步步标记,最终label成了一个皮肤细胞或者神经细胞。即使把它们的细胞核拿出来放到别的细胞环境里(比如把皮肤细胞的核和神经细胞的核交换),它们也不能适应另一种命运,尤其在末端分化细胞。当一种失去繁殖能力的末端分化细胞(比如神经元细胞,心肌细胞)死掉或者受伤的时候,就没有新的库可以补充。Stem cell research要解决的就是如何指导细胞一步步变成人类想要它们变成的命运,比如分化成可以产生胰岛素的细胞,分化成心肌细胞,神经细胞,etc..
所以, 动物身上的细胞,它们的epigenetics是不一样的。在一样的DNA的基础上,epigenetics的不同,决定了细胞的命运。
http://harps.yculblog.com
搬家了搬家了

tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 11:13

哎,那这些marker在分化过程中怎么加上去的?有人知道么?
乡音无改鬓毛衰

森林的火焰
Posts: 2913
Joined: 2005-09-08 9:45
Contact:

Post by 森林的火焰 » 2009-05-19 11:25

加这些marker有很多酶,比如histone acetyltransferace, histone deacetylase, DNA methylase...有很多人follow很多基因的epigenetic marker的变化,典型的是从proliferating progenitor到differentiated cells的变化,会发现某些基因的某些部分的histone被什么什么化了,或者被去什么什么化了。但是,基本上一个基因一个case,一个基因可以做好几篇paper。。。
http://harps.yculblog.com
搬家了搬家了

Jun
Posts: 27816
Joined: 2003-12-15 11:43

Post by Jun » 2009-05-19 17:07

Thanks to Dr. Tiff and 火焰's help. If I understand correctly, it is still unknown how certain epigenetic markers in a parent are retained in the zygote.

There is a kind of mouse, I can't remember what it's called, that turns from brown to yellow and become fatter if they are fed a methyl-rich diet, and this phenomenon has been traced to over methylation of a certain gene. Oddly enough, the yellow and fat mice give birth to a higher number of yellow and fat offspring than random. However, I don't know whether this trait is further perpetuated into the next next generation.
此喵已死,有事烧纸

tiffany
Posts: 24705
Joined: 2003-11-22 20:59

Post by tiffany » 2009-05-19 20:48

哎,我扫文献的时候瞄到一篇说这个基因表达的pattern是可以遗传的,不知道遗传稳定性有多少?

那个既然说到mice,火焰同学上来我老请教个问题。我们要引进一支flox-ed我们那个酶的老鼠。这个老鼠的基因背景是 50%/50%的129/B6,但是我们嫌129太笨,想要多些B6基因背景的,这玩意儿如何back cross出更多B6背景?最好还能保证double flox?
乡音无改鬓毛衰

森林的火焰
Posts: 2913
Joined: 2005-09-08 9:45
Contact:

Post by 森林的火焰 » 2009-05-19 21:54

要多些B6背景的,就用得到的floxed-酶老鼠和B6交配,生下的小鼠做genotyping,保留那些有floxed的记号的老鼠。如果有需要,就再和B6交配。。。一直到有足够的B6背景为止。要从给老鼠的那边得到genotyping的PCR信息,生出来的后代剪耳朵编号,同时用那点儿组织提取genomic DNA,做PCR,看基因型,留下floxed,杀掉wild type。当然,也可以做southern blot。有些实验室是用southern blot测基因型的,但是对一个已经建立起来的老鼠line,一般来说PCR足矣。
遗传背景的比例可以这样算:50%B6+50%129的父/母出一半基因,加B6的母/父的一半基因,子一代就平均有25%129和75%的B6,再杂交一代B6就变成12.5%的129,再下一代就变成6.25%...一般来说五代以后就基本可以认为是纯B6 background了。但是,这是个很花工夫的活儿,即使老鼠都痛痛快快交配生仔,怀一次孕要19到20天,生出来的小老鼠要养到七周大才能生下一代,也就是两个半月是一个周期。花一年多时间在清背景上,就看等不等这个老鼠出paper啦。
Epigenetics的性状,因为生殖细胞和体细胞的epigenetics是不一样的,所以问“性状是否可遗传”大概可以化成“父母代某细胞的epigenetics是否和子代某细胞的epigenetics性状相同”。这个,就象前面说的一样,只能具体基因case讨论。普遍的结论目前还没有。 被修饰的DNA和histone可以从母细胞传递到子细胞,但配子携带的epigenetics信息是否能在子代发育的过程中完全被复制,暂时没有答案。我认为是不能完全被复制,不然环境影响就没处下手啦。
http://harps.yculblog.com
搬家了搬家了

Post Reply