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.

Επιγονιδίωμα
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). 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.

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):

1. **Τροποποιήσεις ιστονών** – Η αλληλουχία ανοσοκατακρήμνισης χρωματίνης (ChIP-sequencing, ChIP-Seq) προσδιορίζει μοτίβα τροποποιήσεων ιστονών σε όλο το γονιδίωμα χρησιμοποιώντας αντισώματα κατά των τροποποιήσεων.
2. **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.
3. **Προσβασιμότητα χρωματίνης** – Η αλληλουχία υπερευαίσθητων θέσεων DNase I (DNase-Seq) χρησιμοποιεί το ένζυμο DNase I για να βρει ανοιχτές ή προσβάσιμες περιοχές στο γονιδίωμα.
4. **Γονιδιακή έκφραση** –RNA-Seq και συστοιχίες έκφρασης προσδιορίζουν τα επίπεδα έκφρασης ή τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνη.
5. **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
----------

1. ↑  
«The mammalian epigenome». *Cell* **128** (4): 669–681. February 2007. doi:10.1016/j.cell.2007.01.033. PMID 17320505.
2. ↑  «Human Epigenome Project». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 16 Ιουλίου 2011. Ανακτήθηκε στις 29 Ιουνίου 2011.
3. ↑  «Emerging patterns of epigenomic variation». *Trends in Genetics* **27** (6): 242–250. June 2011. doi:10.1016/j.tig.2011.03.001. PMID 21507501.
4. ↑  «Micro- and nanoscale devices for the investigation of epigenetics and chromatin dynamics». *Nature Nanotechnology* **8** (10): 709–718. October 2013. doi:10.1038/nnano.2013.195. PMID 24091454. Bibcode: 2013NatNa...8..709A.
5. ↑  «Time for the epigenome». *Nature* **463** (7281): 587. February 2010. doi:10.1038/463587a. PMID 20130607. Bibcode: 2010Natur.463Q.587..
6. ↑  «Project set to map marks on genome». *Nature* **463** (7281): 596–597. February 2010. doi:10.1038/463596b. PMID 20162836.
7. ↑  «Perspectives of international human epigenome consortium». *Genomics & Informatics* **11** (1): 7–14. March 2013. doi:10.5808/GI.2013.11.1.7. PMID 23613677.
8. ↑  "BioNews - Human Epigenome project launched".
9. ↑  "France: Human epigenome consortium takes first steps" Αρχειοθετήθηκε 2015-07-08 στο Wayback Machine.. 5 March 2010.
10. ↑  Eurice GmbH. "About IHEC".
11. ↑  «Multilayer-omics analyses of human cancers: exploration of biomarkers and drug targets based on the activities of the International Human Epigenome Consortium». *Frontiers in Genetics* **5**: 24. 2014. doi:10.3389/fgene.2014.00024. PMID 24592273.
12. ↑  «Genome-wide chromatin state transitions associated with developmental and environmental cues». *Cell* **152** (3): 642–654. January 2013. doi:10.1016/j.cell.2012.12.033. PMID 23333102.
13. ↑  «Comparison of sequencing-based methods to profile DNA methylation and identification of monoallelic epigenetic modifications». *Nature Biotechnology* **28** (10): 1097–1105. October 2010. doi:10.1038/nbt.1682. PMID 20852635. PMC 2955169. .

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 Αρχειοθετήθηκε 2021-02-14 στο Wayback Machine.
* Human Epigenome Project
* Cancer Research