表观遗传基因表达与调控

——Epigenetic Gene Expression and regulation

 

作者:      Suming HuangMichael D. LittC. Ann Blakey

出版:      Elsevier/Academic Press

索书号:    Q344/E64h/2016/Y

ISBN:       978-0-12-799958-6

藏书地点:  武大外教中心

 

表观遗传(epigenetics)是指DNA序列不发生变化,但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质发生的改变,且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。表观遗传学的现象很多,已知的有DNA甲基化,基因组印记(genomic impriting)和RNA编辑RNA editing)、基因沉默、核仁显性和休眠转座子激活等。参与这一过程主要生物分子包括DNARNA和一类特殊的蛋白质(组蛋白)。因此,围绕着这些生物分子的结构,表观遗传学主要研究对象有DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质组织和重塑、非编码RNA等。

DNA双螺旋结构的发现和重组DNA技术、PCR技术的产生促进了分子遗传学的发展。几十年来,人们一直认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质,决定着生命体的表型。但随着研究的不断深入,科研人员也发现一些无法解释的现象:马、驴正反交的后代差别较大;同卵双生的两人具有完全相同的基因组,在同样的环境中长大后,他们在性格、健康等方面却会有较大的差异。这些现象并不符合经典遗传学理论预期的结果,提示在某些情况下,基因的碱基序列不发生改变,但生物体的一些表型却可以发生了变化。此外,研究还发现有些特征只是由一个亲本的基因来决定,而源自另一亲本的基因却保持沉默。人们对于这样一些现象都无法用经典的遗传学理论去阐明。

表观遗传学作为遗传学的前沿领域,为人们提供了解答这类问题的新思路。表观遗传学是研究表观遗传变异的遗传学分支学科。表观遗传变异(epigenetic variation)是指,在基因DNA序列没有发生改变的情况下,基因功能发生了可遗传的变化,并最终导致了表型的变化。它并不符合孟德尔遗传规律的核内遗传。由此我们可以认为,基因组含有两类遗传信息,一类是传统意义上的遗传信息,即DNA 序列所提供的遗传信息;另一类是表观遗传学信息,它提供了何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。

《表观遗传基因表达与调控》一书由Elsevier旗下的Academic Press2016年出版,作者为Suming HuangMichael D. LittC. Ann BlakeySuming Huang为美国佛罗里达大学医学院生化与分子生物学系助理教授,Michael D. Litt为美国波尔州立大学医学教育中心医学教育遗传学助理教授,C. Ann Blakey为美国波尔州立大学生物学系遗传学与基因组学助理教授,他们在表观遗传研究方面颇有建树。此外,还有领域的众多专家对该书的著作做出了贡献。

本书综述了一些可遗传的分子机制,这些分子机制可在基因表达调控、疾病易感性以及将来疾病治疗应用上发挥作用。书中描述了这些机制是如何使个体细胞建立稳定和独特的基因表达模式,而这些模式能够被遗传到子代细胞中并不产生DNA序列的突变。它同时阐述了表观遗传是如何控制细胞分化和器官发生,最终形成一个具有众多不同细胞功能和组织的独一无二的人类生命个体。

本书的研究工作始于基础生物学,围绕实验方法、细胞和组织的形成、表观遗传进化和环境表观遗传的局部组织以及临床上疾病的发现与治疗展开。全书共18个章节,每一章节都简明地概括了对应专题的研究近况,同时提供了教学指南、相关的研究方法、有关的模式生物和临床案例。除了第一章对表观遗传基因表达作了整体的介绍外,余下的所有章节都可以作为一个独立的专题单独阅读。

章节内容涵盖了表观遗传现象与其他生物分子以及环境因素等方面的关系,如组蛋白修饰,哺乳动物的基因印记,在发育与疾病中染色质动力学与基因组组织过程,ncRNA在染色质组织过程中的功能,表观遗传调控和干细胞功能,压力诱导下凋亡的表观遗传调控等。

《表观遗传基因表达与调控》一书内容丰富,涵盖了表观遗传的各个方面,并结合了临床案例和实际应用的分析,是研究表观遗传学者、医学领域工作人员或是相关科学领域背景工作人员作为了解领域知识动态的有力助手,其主要特点有:

1.帮助读者了解表观遗传标记是如何被靶向的定位的,跨代的表观遗传变化渗透和传递给子代到何种程度。

2.每一章节都有丰富的临床案例以支持具有重要意义的基础生物学研究。

3.提供超过100个的图解以精炼重要概念与解释复杂的科学问题。

4.章节较为独立,每章如同一片该专题的综述,方便针对性的阅读。

5.在本书每章的最后,都有本章所引用的参考文献,可供大家搜寻更多的相关书籍和杂志,从而更加深入的学习相关知识。

6.本书最后附有书中各章节缩写全拼,专业术语解释,名字索引,方便读者的阅读与查找。

总体而言,《表观遗传基因表达与调控》一书为想要了解表观遗传的人员提供了快捷的导读路径,作为表观遗传学领域的一本专业书刊,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

 

 

本书目录:

贡献者

前言

致谢

第一章 表观遗传基因表达简介

第二章 组蛋白修饰——模型和机制

第三章 哺乳动物中基因组印记——基因印记在代间传递的记忆

第四章 转录调控和表观遗传调控中的多梳(polycomb)与三空腔结构(Trithorax)因子

第五章 发育与疾病中的染色质动力学与基因组的组织过程

第六章 非编码RNAncRNA)在染色质组织过程中的功能

第七章 表观遗传基因调控与干细胞功能

第八章 表观遗传的遗传性

第九章 人类疾病中环境因素引起的跨代表观遗传调控

第十章 通过深度测序(deep sequecing)识别基因间非标编码RNA

第十一章 由转录因子,染色质结构改变和非编码RNA引起的类红细胞分化调控

第十二章 基因改变的癌症表观基因组

第十三章 长非编码RNAs和致癌作用

第十四章 生理衰老和提早衰老的表观遗传学

第十五章 环境与膳食的表观遗传作用

第十六章 压力诱导凋亡过程的表观遗传控制

第十七章 TET家族蛋白的结构、调控与功能

第十八章 癌症治疗的表观遗传药物

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                                         (武汉大学生命科学学院研究生   洪强)