Επιγονιδίωμα

Ένα επιγονιδίωμα αποτελείται από μια καταγραφή των χημικών αλλαγών στις πρωτεΐνες του DNA και των ιστονών ενός οργανισμού. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να μεταβιβαστούν στους απογόνους ενός οργανισμού μέσω διαγενεακής επιγενετικής κληρονομιάς. Οι αλλαγές στο επιγονιδίωμα μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγές στη δομή της χρωματίνης και στη λειτουργία του γονιδιώματος.

Το επιγονιδίωμα εμπλέκεται στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, της ανάπτυξης, της διαφοροποίησης των ιστών και της καταστολής των μεταφερόμενων στοιχείων. Σε αντίθεση με το υποκείμενο γονιδίωμα, το οποίο παραμένει σε μεγάλο βαθμό στατικό μέσα σε ένα άτομο, το επιγονιδίωμα μπορεί να μεταβληθεί δυναμικά από περιβαλλοντικές συνθήκες.

 Καρκίνος 
Η Επιγενετική είναι ένα ενεργό επί του παρόντος θέμα στην έρευνα για τον καρκίνο. Οι ανθρώπινοι όγκοι υφίστανται μια σημαντική διαταραχή των μοτίβων τροποποίησης της μεθυλίωσης του DNA και των ιστονών. Το αποκλίνον επιγενετικό τοπίο του καρκινικού κυττάρου χαρακτηρίζεται από μια γενική γονιδιωματική υπομεθυλίωση, υπερμεθυλίωση του προαγωγέα νησίδας CpG των ογκοκατασταλτικών γονιδίων, έναν τροποποιημένο κώδικα ιστονών για κρίσιμα γονίδια και μια γενική απώλεια μονοακετυλιωμένης και τριμεθυλιωμένης ιστόνης Η4.

 Ερευνητικά έργα επιγονιδιώματος 
Ως προοίμιο για ένα δυνητικό Έργο Ανθρώπινου Επιγονιδιώματος, το Πιλοτικό έργο ανθρώπινου επιγονιδιώματος στοχεύει στην ταυτοποίηση και την καταγραφή των μεταβλητών θέσεων μεθυλίωσης (Methylation Variable Positions, MVPs) στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Οι πρόοδοι στην τεχνολογία προσδιορισμού αλληλουχίας επιτρέπουν πλέον τον προσδιορισμό επιγονιδιωματικών καταστάσεων σε όλο το γονιδίωμα με πολλές μοριακές μεθοδολογίες. Έχουν κατασκευαστεί ή προταθεί συσκευές μικρο- και νανοκλίμακας για τη διερεύνηση του επιγονιδιώματος.

Μια διεθνής προσπάθεια για τον προσδιορισμό των επιγονιδιωμάτων αναφοράς ξεκίνησε το 2010 με τη μορφή του International Human Epigenome Consortium (IHEC)."BioNews - Human Epigenome project launched" . Τα μέλη της IHEC στοχεύουν στη δημιουργία τουλάχιστον 1.000 ανθρώπινων επιγονιδιωμάτων αναφοράς (βασικής γραμμής) από διαφορετικούς τύπους φυσιολογικών και σχετιζόμενων με ασθένειες ανθρώπου τύπους κυττάρων."France: Human epigenome consortium takes first steps" . 5 March 2010.Eurice GmbH. "About IHEC".

 Έργο επιγονιδιωματικού οδικού χάρτη 
Ένας στόχος του NIH Roadmap Epigenomics Project  είναι να δημιουργήσει ανθρώπινα επιγονιδιώματα αναφοράς από φυσιολογικά, υγιή άτομα σε μια μεγάλη ποικιλία κυτταρικών γραμμών, πρωτογενών κυττάρων και πρωτογενών ιστών. Τα δεδομένα που παράγονται από το έργο, τα οποία μπορούν να περιηγηθούν και να ληφθούν από τον Human Epigenome Atlas, εμπίπτουν σε πέντε τύπους που προσδιορίζουν διαφορετικές πτυχές του επιγονιδιώματος και τα αποτελέσματα των επιγονιδιωματικών καταστάσεων (όπως η γονιδιακή έκφραση):

 Τροποποιήσεις ιστονών – Η αλληλουχία ανοσοκατακρήμνισης χρωματίνης (ChIP-sequencing, ChIP-Seq) προσδιορίζει μοτίβα τροποποιήσεων ιστονών σε όλο το γονιδίωμα χρησιμοποιώντας αντισώματα κατά των τροποποιήσεων. 
 Μεθυλίωση του DNA – Ολόκληρο το γονιδίωμα αλληλουχίας του διθειώδους, μειωμένη αναπαράσταση της αλληλουχίας διθειώδους (Reduced Representation Bisulfite-Seq, RRBS), αλληλουχία ανοσοκαθίζησης μεθυλιωμένου DNA (Methylated DNA Immunoprecipitation Sequencing, MeDIP-Seq) και η αλληλουχία περιοριστικού ενζύμου που είναι ευαίσθητη στη μεθυλίωση (Methylation-sensitive Restriction Enzyme Sequencing, MRE-Seq) προσδιορίζουν τη μεθυλίωση του DNA σε τμήματα του γονιδιώματος σε διάφορα επίπεδα ανάλυσης μέχρι το επίπεδο του ζεύγους βάσεων.
 Προσβασιμότητα χρωματίνης – Η αλληλουχία υπερευαίσθητων θέσεων DNase I (DNase-Seq) χρησιμοποιεί το ένζυμο DNase I για να βρει ανοιχτές ή προσβάσιμες περιοχές στο γονιδίωμα. 
 Γονιδιακή έκφραση –RNA-Seq και συστοιχίες έκφρασης προσδιορίζουν τα επίπεδα έκφρασης ή τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνη.
 Έκφραση μικρού RNA – Η smRNA-Seq προσδιορίζει την έκφραση μικρού μη κωδικοποιητικού RNA, κυρίως μίκροRNA.

Τα επιγονιδιώματα αναφοράς για υγιή άτομα θα επιτρέψουν τον δεύτερο στόχο του οδικού χάρτη του Έργου επιγονιδιωματικής, που είναι να εξετάσει τις επιγονιδιωματικές διαφορές που εμφανίζονται σε καταστάσεις ασθενειών όπως η Νόσος Αλτσχάιμερ.

 Παραπομπές 

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 Reference Epigenome Mapping Consortium Homepage
 NCBI Epigenomics Hub
 NCBI Gene Expression Omnibus Epigenomics
 The Human Epigenome Atlas
 Roadmap Epigenomics Visualization Hub
 Roadmap Epigenomics Visualization Hub (load track hub)
  Human Epigenome Browser at Washington University
 Epigenome Browser UCSC mirror 
 Human Epigenome Project
 Cancer Research

Κατηγορία:Επιγενετική