David Allis为你讲述什么是表观遗传学

Why your DNA isn't enough

在他的第一部视频中，Allis博士介绍了“表观遗传学”的基本概念：表观遗传是因染色质上的化学修饰改变基因表达进而影响细胞表型，而不是因为DNA序列的突变。细胞核中，DNA缠绕在组蛋白上，包装形成染色质结构，而染色质包装的紧密程度决定了基因表达的活性。染色质可通过组蛋白的化学修饰调节来进行“开和关”两种状态的切换。 发生在组蛋白上的化学修饰有很多种类型，比如乙酰化、甲基化等。Allis介绍了他和其他实验室共同发现的参与组蛋白修饰的酶，这些酶可以在组蛋白上进行化学基团的“添加”、“去除”以及“识别”，他分别称之为writer，eraser和reader。组蛋白修饰的异常可引起许多疾病，包括癌症。遗传突变和表观遗传修饰之间的关键区别是表观遗传的改变是可逆的，这使得它们成为有吸引力的药物靶标 。

Epigenetics in disease

Allis博士的第二部分演讲重点讨论表观遗传学在发育和疾病中的作用。组蛋白的多个氨基酸位点可通过引入乙酰基或甲基来增强或抑制基因表达，其中赖氨酸上的修饰尤其重要。而组蛋白氨基酸的突变（例如赖氨酸突变成甲硫氨酸）可以阻断某些修饰，并因此影响基因表达。研究显示，在多种疾病中都发现了组蛋白修饰的异常，包括小儿脑肿瘤和胰腺神经内分泌肿瘤。这类“致癌组蛋白”突变的研究有助于相关药物的研发，从表观遗传学的角度帮助我们对抗疾病。