เปิด
ปิด

Epigenetics: การกลายพันธุ์โดยไม่เปลี่ยน DNA Epigenetics: อะไรควบคุมรหัสพันธุกรรมของเรา? ตัวอย่างของปรากฏการณ์อีพีเจเนติกส์

11.09.2019 -
สัญญาณ

การศึกษาทางอีพีเจเนติกส์ใช้วิธีการอณูชีววิทยาที่หลากหลาย รวมถึงการตกตะกอนของโครมาติน (การปรับเปลี่ยน ChIP-on-chip และ ChIP-Seq ต่างๆ) ในแหล่งกำเนิด ไฮบริดไดเซชัน เอนไซม์จำกัดความไวต่อเมทิลเลชั่น การระบุ DNA adenine methyltransferase (DamID) การหาลำดับไบซัลไฟต์ นอกจากนี้ การใช้วิธีชีวสารสนเทศศาสตร์ (คอมพิวเตอร์อีพีเจเนติกส์) กำลังมีบทบาทสำคัญมากขึ้น

YouTube สารานุกรม

    1 / 5

    อีพีเจเนติกส์ นักชีววิทยาระดับโมเลกุล Boris Fedorovich Vanyushin เล่าเรื่องนี้

    เอพิเจเนติกส์คืออะไร? - คาร์ลอส เกร์เรโร-โบซานญ่า

    เอเลนา กริโกเรนโก. Epigenetics ศึกษาอะไร?

    แท็ก Epigenetic บน DNA

    กอร์ดอน - บทสนทนา: Epigenetics

    คำบรรยาย

ตัวอย่าง

ตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงอีพีเจเนติกส์ในยูคาริโอตคือกระบวนการสร้างความแตกต่างของเซลล์ ในระหว่างการเกิดสัณฐานวิทยา เซลล์ต้นกำเนิด pluripotent จะก่อตัวเป็นเซลล์ pluripotent หลายสายของเอ็มบริโอ ซึ่งในทางกลับกันจะก่อให้เกิดเซลล์ที่มีความแตกต่างอย่างสมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไข่ที่ปฏิสนธิหนึ่งใบ - ไซโกต - แยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภทต่าง ๆ รวมถึง: เซลล์ประสาท, เซลล์กล้ามเนื้อ, เยื่อบุผิว, เอ็นโดทีเลียมของหลอดเลือด ฯลฯ ผ่านการแบ่งหลายส่วน ซึ่งสามารถทำได้โดยการกระตุ้นยีนบางตัว และในขณะเดียวกันก็ยับยั้งยีนบางตัวโดยใช้กลไกอีพิเจเนติกส์

ตัวอย่างที่สองสามารถแสดงเป็นพุลได้ ในฤดูใบไม้ร่วงก่อนอากาศหนาว พวกมันจะเกิดมาพร้อมกับผมที่ยาวและหนากว่าในฤดูใบไม้ผลิ แม้ว่าหนู "ฤดูใบไม้ผลิ" และ "ฤดูใบไม้ร่วง" พัฒนาการของมดลูกจะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่เกือบจะเหมือนกัน (อุณหภูมิ ความยาววัน ความชื้น ฯลฯ) . การศึกษาพบว่าสัญญาณที่กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ที่นำไปสู่การเพิ่มความยาวของเส้นผมคือการเปลี่ยนแปลงระดับความเข้มข้นของเมลาโทนินในเลือด (ลดลงในฤดูใบไม้ผลิและเพิ่มขึ้นในฤดูใบไม้ร่วง) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงการปรับตัวของอีพีเจเนติกส์ (การเพิ่มความยาวของเส้นผม) จึงเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่มมีอากาศหนาว ซึ่งเป็นการปรับตัวที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต

นิรุกติศาสตร์และคำจำกัดความ

คำว่า "อีพิเจเนติกส์" (เช่นเดียวกับ "ภูมิทัศน์ของอีพิเจเนติกส์") ได้รับการประกาศเกียรติคุณโดยคอนราด แวดดิงตัน ( คอนราด ฮาล วัดดิงตัน) ในปี พ.ศ. 2485 โดยเป็นอนุพันธ์ของคำว่า "พันธุศาสตร์" และคำว่า "epigenesis" ของอริสโตเติล เมื่อ Waddington เป็นคนบัญญัติศัพท์นี้ ธรรมชาติทางกายภาพของยีนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ดังนั้นเขาจึงใช้มันเป็นแบบจำลองแนวความคิดว่ายีนอาจมีปฏิกิริยาต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไรเพื่อสร้างฟีโนไทป์

ความคล้ายคลึงกับคำว่า "พันธุศาสตร์" ทำให้เกิดการเปรียบเทียบหลายอย่างในการใช้คำนี้ "อีพิจีโนม" มีความคล้ายคลึงกับคำว่า "จีโนม" และกำหนดสถานะเอพิเจเนติกโดยรวมของเซลล์ คำอุปมาของ "รหัสพันธุกรรม" ยังได้รับการดัดแปลง และคำว่า "รหัสอีพิเจเนติก" ใช้เพื่ออธิบายชุดคุณลักษณะอีพีเจเนติกส์ที่สร้างฟีโนไทป์ที่หลากหลายในเซลล์ต่างๆ คำว่า "เอพิมิวเทชัน" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในอีพิจีโนมปกติที่เกิดจากปัจจัยประปราย ซึ่งถ่ายทอดผ่านรุ่นเซลล์จำนวนหนึ่ง

พื้นฐานระดับโมเลกุลของเอพิเจเนติกส์

พื้นฐานระดับโมเลกุลของ epigenetics ค่อนข้างซับซ้อนแม้ว่าจะไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างหลักของ DNA แต่เปลี่ยนกิจกรรมของยีนบางตัว สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมเซลล์ที่แตกต่างของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จึงแสดงเฉพาะยีนที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมเฉพาะของมัน ลักษณะพิเศษของการเปลี่ยนแปลงอีพีเจเนติกส์คือคงอยู่โดยการแบ่งเซลล์ เป็นที่ทราบกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ในเวลาเดียวกันหากมีการเปลี่ยนแปลงของ DNA ในตัวอสุจิหรือไข่ การแสดงอาการของอีพีเจเนติกส์บางอย่างสามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งได้

เมทิลเลชันของดีเอ็นเอ

กลไกของอีพีเจเนติกส์ที่มีการศึกษาดีที่สุดในปัจจุบันคือเมทิลเลชันของเบสไซโตซีน การวิจัยอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับบทบาทของเมทิลเลชั่นในการควบคุมการแสดงออกทางพันธุกรรม รวมถึงในช่วงอายุที่มากขึ้น เริ่มต้นขึ้นในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 ด้วยผลงานบุกเบิกของ Boris Fedorovich Vanyushin และ Gennady Dmitrievich Berdyshev และผู้ร่วมเขียน กระบวนการของ DNA methylation เกี่ยวข้องกับการเติมกลุ่มเมทิลในไซโตซีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไดนิวคลีโอไทด์ CpG ที่ตำแหน่ง C5 ของวงแหวนไซโตซีน DNA methylation เป็นลักษณะเฉพาะของยูคาริโอตเป็นหลัก ในมนุษย์ประมาณ 1% ของ DNA จีโนมถูกเมทิลเลต เอนไซม์สามชนิดที่เรียกว่า DNA methyltransferases 1, 3a และ 3b (DNMT1, DNMT3a และ DNMT3b) มีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการ DNA methylation สันนิษฐานว่าเป็น DNMT3a และ DNMT3b เดโนโวเมทิลทรานสเฟอเรสซึ่งสร้างโปรไฟล์ DNA methylation ในระยะแรกของการพัฒนา และ DNMT1 ดำเนินการ DNA methylation ในระยะต่อมาของชีวิตของสิ่งมีชีวิต เอนไซม์ DNMT1 มีความสัมพันธ์กับ 5-methylcytosine สูง เมื่อ DNMT1 พบ "ตำแหน่งเฮมิเมทิลเลต" (ตำแหน่งที่ไซโตซีนบนสาย DNA เพียงเส้นเดียวถูกเมทิลเลต) มันจะทำปฏิกิริยาเมทิลเลตไซโตซีนบนสายที่สองที่ตำแหน่งเดียวกัน หน้าที่ของเมทิลเลชั่นคือกระตุ้นหรือยับยั้งยีน ในกรณีส่วนใหญ่ เมทิลเลชั่นของบริเวณโปรโมเตอร์ของยีนจะนำไปสู่การยับยั้งการทำงานของยีน แสดงให้เห็นว่าแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระดับของ DNA methylation ก็สามารถเปลี่ยนระดับการแสดงออกทางพันธุกรรมได้อย่างมีนัยสำคัญ

การปรับเปลี่ยนฮิสโตน

แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนในฮิสโตนจะเกิดขึ้นทั่วทั้งโมเลกุลโปรตีน แต่การเปลี่ยนแปลงของหาง N เกิดขึ้นบ่อยกว่ามาก การปรับเปลี่ยนเหล่านี้รวมถึง: ฟอสโฟรีเลชัน, การแพร่หลาย, อะซิติเลชัน, เมทิลเลชัน, ซูโมเลชัน Acetylation เป็นการดัดแปลงฮิสโตนที่มีการศึกษามากที่สุด ดังนั้นอะซิติเลชั่นของไลซีนที่ 14 และ 9 ของฮิสโตน H3 โดยอะซิติลทรานสเฟอเรส (H3K14ac และ H3K9ac ตามลำดับ) มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมการถอดรหัสในบริเวณนี้ของโครโมโซม สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอะซิติเลชั่นของไลซีนเปลี่ยนประจุบวกให้เป็นกลาง ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะจับกับกลุ่มฟอสเฟตที่มีประจุลบใน DNA เป็นผลให้ฮิสโตนถูกแยกออกจาก DNA ซึ่งนำไปสู่การลงจอดบน DNA "เปล่า" ของคอมเพล็กซ์ SWI/SNF และปัจจัยการถอดรหัสอื่น ๆ ที่กระตุ้นให้เกิดการถอดรหัส นี่คือแบบจำลอง "ถูกต้อง" ของการควบคุมอีพิเจเนติกส์

ฮิสโตนสามารถรักษาสถานะที่ถูกแก้ไขและทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการแก้ไขฮิสโตนใหม่ ซึ่งจะจับกับ DNA หลังจากการจำลองแบบ

การเปลี่ยนแปลงของโครมาติน

ปัจจัยทางอีพิเจเนติกส์มีอิทธิพลต่อกิจกรรมการแสดงออกของยีนบางชนิดในหลายระดับ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต กลไกประการหนึ่งของผลกระทบนี้คือการเปลี่ยนแปลงโครมาติน โครมาตินเป็นส่วนที่ซับซ้อนของ DNA ซึ่งมีโปรตีน โดยส่วนใหญ่เป็นโปรตีนฮิสโตน ฮิสโตนก่อตัวเป็นนิวคลีโอโซมซึ่งมีบาดแผลที่ DNA ทำให้เกิดการบดอัดในนิวเคลียส ความเข้มข้นของการแสดงออกของยีนขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของนิวคลีโอโซมในบริเวณที่แสดงออกอย่างแข็งขันของจีโนม โครมาตินที่ไม่มีนิวคลีโอโซมเรียกว่าโครมาตินแบบเปิด การเปลี่ยนแปลงโครมาตินเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงเชิงรุกใน "ความหนาแน่น" ของนิวคลีโอโซมและความสัมพันธ์ของฮิสโตนสำหรับ DNA

พรีออน

ไมโครอาร์เอ็นเอ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสนใจอย่างมากในการศึกษาบทบาทของ RNA ที่ไม่เข้ารหัสขนาดเล็ก (miRNAs) ในกระบวนการควบคุมกิจกรรมทางพันธุกรรม MicroRNA สามารถเปลี่ยนความเสถียรและการแปล mRNA ได้โดยการเชื่อมโยงเสริมกับบริเวณที่ยังไม่แปลขนาด 3 นิ้วของ mRNA

ความหมาย

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมในเซลล์ร่างกายมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ จีโนมของเซลล์ทั้งหมดเกือบจะเหมือนกัน ในเวลาเดียวกัน สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ประกอบด้วยเซลล์ที่แตกต่างกันซึ่งรับรู้สัญญาณสิ่งแวดล้อมในรูปแบบที่ต่างกันและทำหน้าที่ต่างกัน เป็นปัจจัยอีพีเจเนติกส์ที่ให้ “ความจำระดับเซลล์”

ยา

ปรากฏการณ์ทางพันธุกรรมและอีพีเจเนติกส์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ มีโรคที่ทราบหลายประการที่เกิดขึ้นเนื่องจากความบกพร่องของเมทิลเลชั่นของยีน เช่นเดียวกับภาวะเม็ดเลือดแดงแตกของยีนที่มีรอยประทับของจีโนม ปัจจุบันการบำบัดด้วยอีพีเจเนติกส์กำลังได้รับการพัฒนาเพื่อรักษาโรคเหล่านี้โดยมุ่งเป้าไปที่อีพิจีโนมและแก้ไขความผิดปกติ สำหรับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ความเชื่อมโยงระหว่างกิจกรรมของฮิสโตน อะซิติเลชัน/ดีอะซิติเลชันกับอายุขัยได้รับการพิสูจน์แล้ว บางทีกระบวนการเดียวกันนี้อาจส่งผลต่ออายุขัยของมนุษย์

วิวัฒนาการ

แม้ว่าอีพิเจเนติกส์จะได้รับการพิจารณาเป็นหลักในบริบทของความจำเซลล์ร่างกาย แต่ก็ยังมีผลกระทบจากอีพิเจเนติกส์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมหลายประการ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมจะถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน การเปลี่ยนแปลงอีพิเจเนติกส์นั้นแตกต่างจากการกลายพันธุ์ตรงที่การเปลี่ยนแปลงสามารถย้อนกลับได้และอาจเกิดขึ้นได้โดยตรง (แบบปรับตัว) เนื่องจากส่วนใหญ่หายไปหลังจากผ่านไปไม่กี่ชั่วอายุคน จึงสามารถปรับตัวได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการอภิปรายอย่างแข็งขันเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่อีพิเจเนติกส์จะมีอิทธิพลต่อความถี่ของการกลายพันธุ์ในยีนหนึ่งๆ ผ่านการประทับตราจีโนม ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่อัลลีลของยีนมีโปรไฟล์เมทิลเลชันที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับผู้ปกครองที่รับเพศนั้น กรณีที่มีชื่อเสียงที่สุดของโรคที่เกี่ยวข้องกับการประทับคือ Angelman syndrome และ Prader-Willi syndrome ทั้งสองเกิดจากการลบบางส่วนในภูมิภาค 15q นี่เป็นเพราะการมีอยู่ของรอยประทับจีโนมที่บริเวณนี้

ผลกระทบของอีพีเจเนติกส์ที่ดัดแปลงพันธุกรรม

มาร์คัส เพมเบรย์ ( มาร์คัส เพมเบรย์) และผู้เขียนร่วมพบว่า หลาน (แต่ไม่ใช่หลานสาว) ของผู้ชายที่ต้องเผชิญกับภาวะอดอยากในสวีเดนในช่วงศตวรรษที่ 19 มีโอกาสเป็นโรคหลอดเลือดหัวใจน้อยกว่าแต่มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคเบาหวานมากกว่า ซึ่งผู้เขียนเชื่อว่าเป็นตัวอย่างของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบอีพีเจเนติกส์ .

มะเร็งและความผิดปกติของพัฒนาการ

สารหลายชนิดมีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็งในอีพีเจเนติกส์: พวกมันทำให้อุบัติการณ์ของเนื้องอกเพิ่มขึ้นโดยไม่แสดงผลกระทบต่อการกลายพันธุ์ (เช่น ไดเอทิลสติลเบสตรอลอาร์เซไนต์, เฮกซาคลอโรเบนซีน, สารประกอบนิกเกิล) สารก่อวิรูปหลายชนิด โดยเฉพาะไดเอทิลสติลเบสตรอล มีผลเฉพาะต่อทารกในครรภ์ในระดับเอพิเจเนติกส์

การเปลี่ยนแปลงของฮิสโตนอะซิติเลชั่นและ DNA methylation นำไปสู่การพัฒนาของมะเร็งต่อมลูกหมากโดยการเปลี่ยนกิจกรรมของยีนต่างๆ กิจกรรมของยีนในมะเร็งต่อมลูกหมากอาจได้รับอิทธิพลจากการรับประทานอาหารและรูปแบบการใช้ชีวิต

ในปี 2008 สถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาประกาศว่าจะใช้เงิน 190 ล้านดอลลาร์เพื่อการวิจัยอีพิเจเนติกส์ในอีก 5 ปีข้างหน้า ตามที่นักวิจัยบางคนซึ่งเป็นผู้ริเริ่มการระดมทุนกล่าวว่าอีพีเจเนติกส์อาจมีบทบาทในการรักษาโรคของมนุษย์มากกว่าพันธุกรรม

The Lancet ซึ่งเป็นวารสารทางการแพทย์ชั้นนำ ตีพิมพ์บทความเชิงวิพากษ์ในปี 2010 เกี่ยวกับโรคสมาธิสั้น (ADHD) และการถ่ายทอดทางพันธุกรรม

ผู้เขียนบทความนี้วิพากษ์วิจารณ์อย่างรุนแรงถึงความจริงที่ว่าเภสัชกรและแพทย์อนุรักษ์นิยมจงใจและจงใจสื่อสารกับผู้ป่วยผิด ๆ เมื่อพูดถึงคำว่าพันธุกรรม มีคนบอกว่าโรคนี้เป็นกรรมพันธุ์ดังนั้นจึงรักษาไม่หาย แนวคิดเบื้องหลังกลยุทธ์นี้คือการพัฒนาการติดยาเสพติดซึ่งสะดวกมากสำหรับอุตสาหกรรมยาในการขายยา

ต้องขอบคุณอีพีเจเนติกส์ ที่ทำให้เรารู้ว่า ADHD เป็นโรคอีพีเจเนติกส์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ADHD ไม่ได้เกิดจากปัจจัยทางพันธุกรรมที่ร้ายแรง (ข้อผิดพลาดใน DNA) แต่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ของยีนที่สามารถย้อนกลับได้กับสภาพแวดล้อมของพวกเขา สิ่งนี้อธิบายความจริงที่ว่าผู้ใหญ่และเด็กที่เป็นโรคสมาธิสั้นจะมีอาการดีขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อเปลี่ยนอาหาร

พันธุศาสตร์- วิทยาศาสตร์ที่อธิบายพันธุกรรมโดยอาศัยข้อผิดพลาดที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในการบันทึก DNA

อีพีเจเนติกส์เป็นศาสตร์ที่ศึกษาอิทธิพลของปัจจัยภายนอกต่อการทำงานของยีน อีพีเจเนติกส์ศึกษาแก่นแท้ของปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อผิดพลาดในการสืบพันธุ์ (การสังเคราะห์) โปรตีน

โภชนพันธุศาสตร์เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านอีพิเจเนติกส์และศึกษาอิทธิพลของโภชนาการต่อการทำงานของยีน

พันธุศาสตร์และอีพีเจเนติกส์จึงมีมุมมองที่แตกต่างกันเกี่ยวกับปัญหาของผู้ป่วย ในทางพันธุศาสตร์ ผู้ป่วยคือ "เหยื่อ" ของการเจ็บป่วยของเขา ในกรณีนี้ เราทำได้เพียงรักษาสถานการณ์ให้ "อยู่ภายใต้การควบคุม" เท่านั้น Epigenetics มุ่งเน้นไปที่ปัจจัยเชิงสาเหตุ ซึ่งหมายความว่าเมื่อสภาพแวดล้อมเปลี่ยนแปลง ผู้ป่วยสามารถควบคุมสุขภาพของตนเองได้อีกครั้ง

โรคทางพันธุกรรมและอีพีเจเนติกส์

โรคทางพันธุกรรมที่เกิดจากความบกพร่องในยีนใดยีนหนึ่งจัดเป็นโรคที่เกิดจากยีนเดี่ยว ซึ่งหมายความว่าโรคนี้เกิดจากยีนที่ผิดปกติเพียงตัวเดียว ยีนประกอบด้วยรหัสเฉพาะที่เราเรียกว่า DNA ข้อผิดพลาด (การกลายพันธุ์) อาจเกิดขึ้นในรหัสเหล่านี้ การกลายพันธุ์อย่างหนึ่งอาจอยู่ที่ต้นตอของโรคโมโนเจเนติกส์ที่สืบทอดมา

ความผิดปกติของอีพิเจเนติกส์ไม่ได้เกิดจากการกลายพันธุ์ของ DNA ซึ่งแตกต่างจากโรคทางพันธุกรรม แต่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อาหาร ประสบการณ์ที่กระทบกระเทือนจิตใจ ความเครียดก่อนคลอด และสารเคมีต่างๆ ในแง่โมเลกุล ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทั้งหมดนี้สามารถปิดหรือเปิดยีนจำเพาะได้ โรคทางพันธุกรรม (“การสะกดผิด” ในการบันทึก DNA) เกิดขึ้นใน 0.5% ของโรคทางพันธุกรรมทั้งหมด โรคทางพันธุกรรมมักไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้ (เช่น ดาวน์ซินโดรม)

โรคอีพิเจเนติกส์เป็นความผิดปกติในการทำงานของยีนซึ่ง DNA ยังคงอยู่ครบถ้วน โรค Epigenetic สามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี

  1. วิธีแรกเป็นกรรมพันธุ์ (ในครรภ์หรือเมื่อมีการถ่ายทอดยีนที่ไม่แข็งแรงจากพ่อหรือแม่)
  2. วิธีที่สองคือภาวะที่ได้มาซึ่งบางคนอาจพัฒนาโรคเบาหวานประเภท 2 เนื่องจากวิถีชีวิตที่ไม่ดีต่อสุขภาพ วิธีที่สองเกี่ยวข้องกับอิทธิพลภายนอก - ปัจจัยอีพีเจเนติกส์ เช่น การรับประทานอาหารที่ไม่สมดุลหรือการใช้ยา หมวดหมู่นี้ยังรวมถึงความเจ็บป่วยทางจิตและเรื้อรังส่วนใหญ่ ซึ่งมักจะหายเป็นปกติได้ เมื่อบุคคลฟื้นฟูการทำงานของยีน (เช่น โดยการรับประทานอาหารที่เหมาะสม) อาการต่างๆ จะหายไป

โรคสมาธิสั้น (ADHD) - เกี่ยวกับการแก้ไขจากมุมมองของการแพทย์บูรณาการ

สื่อการศึกษาเพื่อการศึกษาและการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ:

โรคสมาธิสั้น (ADHD) - เกี่ยวกับการแก้ไขจากมุมมองของการแพทย์บูรณาการ รายละเอียด
โอ้เด็กที่ "ไม่สะดวก" เหล่านี้ รายละเอียด
สุขภาพของลูกของเรา: ออทิสติก โลหะหนัก กลุ่มอาการสมาธิสั้น รายละเอียด

บทความที่น่าสนใจ? ไลค์ เขียนคอมเมนต์ แบ่งปันให้เพื่อนๆ!!!

อีพีเจเนติกส์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ชีวภาพที่ค่อนข้างใหม่ และยังไม่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในชื่อพันธุศาสตร์ เป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นสาขาหนึ่งของพันธุศาสตร์ที่ศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในกิจกรรมของยีนในระหว่างการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหรือการแบ่งเซลล์

การเปลี่ยนแปลงทางอีพีเจเนติกส์ไม่ได้มาพร้อมกับการจัดเรียงลำดับนิวคลีโอไทด์ใหม่ในกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA)

ในร่างกายมีองค์ประกอบด้านกฎระเบียบต่างๆ ในจีโนมเองที่ควบคุมการทำงานของยีน รวมทั้งขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในและภายนอกด้วย เป็นเวลานานที่ epigenetics ไม่ได้รับการยอมรับเนื่องจากมีข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับลักษณะของสัญญาณ epigenetic และกลไกของการดำเนินการ

โครงสร้างของจีโนมมนุษย์

ในปี 2545 ด้วยความพยายามหลายปีของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากจากประเทศต่าง ๆ การถอดรหัสโครงสร้างของเครื่องมือทางพันธุกรรมของมนุษย์ซึ่งมีอยู่ในโมเลกุล DNA หลักจึงเสร็จสมบูรณ์ นี่เป็นหนึ่งในความสำเร็จที่โดดเด่นของชีววิทยาในช่วงต้นศตวรรษที่ 21

DNA ซึ่งมีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ เรียกว่าจีโนม ยีนเป็นแต่ละภูมิภาคที่ครอบครองส่วนเล็กๆ ของจีโนม แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นพื้นฐานของจีโนม ยีนแต่ละตัวมีหน้าที่ในการส่งข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) และโปรตีนในร่างกายมนุษย์ โครงสร้างที่ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมเรียกว่าลำดับการเข้ารหัส โครงการจีโนมผลิตข้อมูลที่ประมาณจีโนมมนุษย์ว่ามียีนมากกว่า 30,000 ยีน ในปัจจุบัน เนื่องจากการเกิดขึ้นของผลลัพธ์แมสสเปกโตรเมตรีแบบใหม่ จีโนมจึงคาดว่าจะมียีนประมาณ 19,000 ยีน

ข้อมูลทางพันธุกรรมของแต่ละคนมีอยู่ในนิวเคลียสของเซลล์และอยู่ในโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าโครโมโซม เซลล์ร่างกายแต่ละเซลล์ประกอบด้วยโครโมโซม (ซ้ำ) สองชุดที่สมบูรณ์ แต่ละชุด (haploid) ประกอบด้วยโครโมโซม 23 แท่ง - โครโมโซมสามัญ 22 แท่ง (ออโตโซม) และโครโมโซมเพศอย่างละ 1 แท่ง - X หรือ Y

โมเลกุล DNA ที่มีอยู่ในโครโมโซมทั้งหมดของเซลล์มนุษย์ทุกเซลล์นั้นเป็นสายโซ่โพลีเมอร์สองตัวที่บิดเป็นเกลียวคู่ปกติ

สายโซ่ทั้งสองยึดติดกันด้วยฐานสี่ฐาน: อะดีนีน (A), ไซโตซีน (C), กัวนีน (G) และไทอามีน (T) นอกจากนี้ ฐาน A บนห่วงโซ่หนึ่งสามารถเชื่อมต่อกับฐาน T บนห่วงโซ่อื่นได้เท่านั้น และในทำนองเดียวกัน ฐาน G สามารถเชื่อมต่อกับฐาน C ได้ ซึ่งเรียกว่าหลักการของการจับคู่ฐาน ในรูปแบบอื่นๆ การจับคู่จะขัดขวางความสมบูรณ์ของ DNA ทั้งหมด

DNA มีอยู่ในบริเวณเชิงซ้อนที่มีโปรตีนชนิดพิเศษ และเมื่อรวมกันแล้วพวกมันจะประกอบกันเป็นโครมาติน

ฮิสโตนเป็นนิวคลีโอโปรตีนที่เป็นองค์ประกอบหลักของโครมาติน มีลักษณะเฉพาะคือการก่อตัวของสารใหม่โดยการรวมองค์ประกอบโครงสร้างทั้งสองเข้าด้วยกันเป็นสารเชิงซ้อน (ไดเมอร์) ซึ่งเป็นคุณลักษณะสำหรับการดัดแปลงและการควบคุมอีพิเจเนติกส์ในภายหลัง

DNA ซึ่งเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม สามารถสืบพันธุ์ได้เอง (เพิ่มเป็นสองเท่า) ด้วยการแบ่งเซลล์แต่ละเซลล์ กล่าวคือ สร้างสำเนาของตัวเองทุกประการ (การจำลอง) ในระหว่างการแบ่งเซลล์ พันธะระหว่างเกลียวคู่ของ DNA ทั้งสองเส้นจะขาด และเกลียวคู่ของดีเอ็นเอจะถูกแยกออกจากกัน จากนั้นแต่ละสายก็สร้างสาย DNA ลูกสาวขึ้นมา เป็นผลให้โมเลกุล DNA เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและเซลล์ลูกสาวถูกสร้างขึ้น

DNA ทำหน้าที่เป็นเทมเพลตที่เกิดการสังเคราะห์ RNA (การถอดความ) ต่างๆ กระบวนการนี้ (การจำลองและการถอดรหัส) เกิดขึ้นในนิวเคลียสของเซลล์และเริ่มต้นด้วยบริเวณของยีนที่เรียกว่าโปรโมเตอร์ โดยที่โปรตีนคอมเพล็กซ์จับกันเพื่อคัดลอก DNA เพื่อสร้าง Messenger RNA (mRNA)

ในทางกลับกัน สิ่งหลังนี้ไม่เพียงทำหน้าที่เป็นพาหะของข้อมูล DNA เท่านั้น แต่ยังทำหน้าที่เป็นพาหะของข้อมูลนี้สำหรับการสังเคราะห์โมเลกุลโปรตีนบนไรโบโซม (กระบวนการแปล)

เป็นที่ทราบกันดีว่าบริเวณที่เข้ารหัสโปรตีนของยีนมนุษย์ (เอ็กซอน) นั้นครอบครองเพียง 1.5% ของจีโนมเท่านั้น จีโนมส่วนใหญ่ไม่เกี่ยวข้องกับยีนและมีความเฉื่อยในแง่ของการถ่ายโอนข้อมูล บริเวณยีนที่ระบุซึ่งไม่ได้เขียนโค้ดสำหรับโปรตีนเรียกว่าอินตรอน

สำเนาแรกของ mRNA ที่สร้างจาก DNA ประกอบด้วยเอ็กซอนและอินตรอนทั้งชุด หลังจากนี้ โปรตีนเชิงซ้อนชนิดพิเศษจะกำจัดลำดับอินตรอนทั้งหมดและรวมเอ็กซอนเข้าด้วยกัน กระบวนการแก้ไขนี้เรียกว่าการประกบกัน

อีพีเจเนติกส์อธิบายกลไกหนึ่งที่ทำให้เซลล์สามารถควบคุมการสังเคราะห์โปรตีนที่เซลล์สร้างขึ้นได้ โดยการระบุก่อนว่าสามารถสร้าง mRNA จาก DNA ได้กี่สำเนา

ดังนั้น จีโนมจึงไม่ใช่ชิ้นส่วน DNA ที่ถูกแช่แข็ง แต่เป็นโครงสร้างแบบไดนามิก ซึ่งเป็นแหล่งเก็บข้อมูลที่ไม่สามารถลดเหลือเพียงยีนได้

การพัฒนาและการทำงานของแต่ละเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวมไม่ได้ถูกตั้งโปรแกรมโดยอัตโนมัติในจีโนมเดียว แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในและภายนอกที่แตกต่างกันมากมาย เมื่อความรู้สะสมมากขึ้น ก็ชัดเจนว่าในจีโนมนั้นมีองค์ประกอบด้านกฎระเบียบหลายประการที่ควบคุมการทำงานของยีน ขณะนี้ได้รับการยืนยันจากการศึกษาทดลองในสัตว์มากมาย

เมื่อแบ่งระหว่างไมโทซิส เซลล์ลูกสาวสามารถสืบทอดจากพ่อแม่ได้ ไม่เพียงแต่ควบคุมข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปแบบของสำเนาใหม่ของยีนทั้งหมด แต่ยังรวมถึงกิจกรรมในระดับหนึ่งด้วย การถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมประเภทนี้เรียกว่าการถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบเอพิเจเนติก

กลไกอีพีเจเนติกส์ของการควบคุมยีน

หัวข้อของอีพิเจเนติกส์คือการศึกษาการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของกิจกรรมของยีนที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลักของดีเอ็นเอ การเปลี่ยนแปลงของ Epigenetic มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับร่างกายให้เข้ากับสภาพที่เปลี่ยนแปลงของการดำรงอยู่

คำว่า "epigenetics" ถูกเสนอครั้งแรกโดยนักพันธุศาสตร์ชาวอังกฤษ Waddington ในปี 1942 ความแตกต่างระหว่างกลไกทางพันธุกรรมและ epigenetic ของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมอยู่ที่ความเสถียรและการทำซ้ำของผลกระทบ

ลักษณะทางพันธุกรรมจะได้รับการแก้ไขอย่างไม่มีกำหนดจนกว่าการกลายพันธุ์จะเกิดขึ้นในยีน การปรับเปลี่ยนอีพีเจเนติกส์มักจะสะท้อนให้เห็นในเซลล์ภายในช่วงอายุของสิ่งมีชีวิตรุ่นหนึ่ง เมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ส่งต่อไปยังรุ่นต่อ ๆ ไป ก็สามารถสืบพันธุ์ได้ใน 3-4 รุ่น และเมื่อปัจจัยกระตุ้นหายไป การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ก็หายไป

พื้นฐานระดับโมเลกุลของอีพิเจเนติกส์มีลักษณะเฉพาะโดยการดัดแปลงเครื่องมือทางพันธุกรรม เช่น การกระตุ้นและการปราบปรามของยีนที่ไม่ส่งผลกระทบต่อลำดับปฐมภูมิของนิวคลีโอไทด์ของ DNA

การควบคุม Epigenetic ของยีนดำเนินการที่ระดับการถอดรหัส (เวลาและธรรมชาติของการถอดรหัสยีน) ในระหว่างการเลือก mRNA ที่ครบกำหนดเพื่อขนส่งเข้าสู่ไซโตพลาสซึมในระหว่างการเลือก mRNA ในไซโตพลาสซึมเพื่อการแปลไรโบโซมการทำให้เสถียรบางประเภท ของ mRNA ในไซโตพลาสซึม การกระตุ้นแบบเลือก การหยุดการทำงานของโมเลกุลโปรตีนหลังจากการสังเคราะห์

การสะสมของเครื่องหมายอีพีเจเนติกส์แสดงถึงอีพิจีโนม การเปลี่ยนแปลงของอีพิเจเนติกส์สามารถมีอิทธิพลต่อฟีโนไทป์ได้

อีพีเจเนติกส์มีบทบาทสำคัญในการทำงานของเซลล์ที่มีสุขภาพดี โดยรับประกันการกระตุ้นและการปราบปรามของยีน ในการควบคุมทรานโปซอน เช่น ส่วนของ DNA ที่สามารถเคลื่อนที่ภายในจีโนม เช่นเดียวกับในการแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรมในโครโมโซม

กลไกอีพีเจเนติกส์เกี่ยวข้องกับการประทับตราจีโนม ซึ่งเป็นกระบวนการที่การแสดงออกของยีนบางชนิดเกิดขึ้นขึ้นอยู่กับว่าอัลลีลนั้นมาจากพ่อแม่คนใด การประทับตราเกิดขึ้นได้ผ่านกระบวนการ DNA methylation ในโปรโมเตอร์ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่การถอดรหัสยีนถูกปิดกั้น

กลไกอีพีเจเนติกส์ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเริ่มต้นกระบวนการในโครมาตินผ่านการดัดแปลงฮิสโตนและเมทิลเลชันของดีเอ็นเอ ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา แนวคิดเกี่ยวกับกลไกการควบคุมการถอดรหัสในยูคาริโอตมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ แบบจำลองคลาสสิกสันนิษฐานว่าระดับของการแสดงออกถูกกำหนดโดยปัจจัยการถอดรหัสที่ผูกกับขอบเขตการควบคุมของยีน ซึ่งเริ่มต้นการสังเคราะห์ Messenger RNA ฮิสโตนและโปรตีนที่ไม่ใช่ฮิสโตนมีบทบาทเป็นโครงสร้างบรรจุภัณฑ์แบบพาสซีฟเพื่อให้แน่ใจว่ามีการบรรจุภัณฑ์ขนาดกะทัดรัดของ DNA ในนิวเคลียส

การศึกษาครั้งต่อมาแสดงให้เห็นถึงบทบาทของฮิสโตนในการควบคุมการแปล สิ่งที่เรียกว่ารหัสฮิสโตนถูกค้นพบ กล่าวคือ การดัดแปลงฮิสโตนที่แตกต่างกันในภูมิภาคต่างๆ ของจีโนม รหัสฮิสโตนที่ถูกดัดแปลงสามารถนำไปสู่การกระตุ้นและการปราบปรามของยีน

โครงสร้างจีโนมส่วนต่างๆ อาจมีการเปลี่ยนแปลง สามารถติดกลุ่มเมทิล อะซิทิล ฟอสเฟต และโมเลกุลโปรตีนขนาดใหญ่เข้ากับสารตกค้างที่ปลายสายได้

การปรับเปลี่ยนทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ และสำหรับแต่ละรายการจะมีเอ็นไซม์ที่ติดตั้งหรือถอดออก

เมทิลเลชันของดีเอ็นเอ

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม DNA methylation (กลไก epigenetic) ได้รับการศึกษาเร็วกว่าวิธีอื่น มีการแสดงว่ามีความสัมพันธ์กับการกดขี่ของยีน ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่า DNA methylation เป็นกลไกการป้องกันที่ยับยั้งส่วนสำคัญของจีโนมที่มีลักษณะแปลกปลอม (ไวรัส ฯลฯ )

เมทิลเลชันของ DNA ในเซลล์จะควบคุมกระบวนการทางพันธุกรรมทั้งหมด ได้แก่ การจำลองแบบ การซ่อมแซม การรวมตัวกันใหม่ การถอดรหัส และการหยุดการทำงานของโครโมโซม X กลุ่มเมทิลรบกวนปฏิกิริยาระหว่าง DNA และโปรตีน ป้องกันการเกาะกันของปัจจัยการถอดรหัส DNA methylation ส่งผลต่อโครงสร้างโครมาตินและบล็อกตัวกดทับการถอดรหัส

แท้จริงแล้วการเพิ่มขึ้นของระดับ DNA methylation มีความสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของเนื้อหาของ DNA ที่ไม่เข้ารหัสและซ้ำซ้อนในจีโนมของยูคาริโอตที่สูงขึ้น หลักฐานจากการทดลองชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก DNA methylation ทำหน้าที่เป็นกลไกการป้องกันเป็นหลักในการยับยั้งส่วนสำคัญของจีโนมที่มาจากต่างประเทศ (องค์ประกอบการโยกย้ายที่จำลองแบบ ลำดับของไวรัส ลำดับที่ซ้ำ ๆ กัน)

โปรไฟล์เมทิลเลชัน—การกระตุ้นหรือการยับยั้ง—เปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ผลของเมทิลเลชั่น DNA ต่อโครงสร้างโครมาตินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาและการทำงานของสิ่งมีชีวิตที่มีสุขภาพดี เพื่อที่จะยับยั้งส่วนสำคัญของจีโนมที่มาจากต่างประเทศ เช่น องค์ประกอบชั่วคราวที่จำลองแบบ ลำดับของไวรัสและลำดับที่ซ้ำกันอื่นๆ

เมทิลเลชันของ DNA เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทางเคมีที่ผันกลับได้ของฐานไนโตรเจน ซึ่งก็คือไซโตซีน ส่งผลให้มีการเติมหมู่เมทิล CH3 ลงในคาร์บอนเพื่อสร้างเมทิลไซโตซีน กระบวนการนี้ถูกเร่งด้วยเอนไซม์ DNA methyltransferase เมทิลเลชั่นของไซโตซีนต้องใช้กัวนีน ส่งผลให้เกิดนิวคลีโอไทด์สองตัวที่แยกจากกันด้วยฟอสเฟต (CpG)

กลุ่มของลำดับ CpG ที่ไม่ได้ใช้งานเรียกว่าหมู่เกาะ CpG อย่างหลังมีการแสดงอย่างไม่สม่ำเสมอในจีโนม ส่วนใหญ่จะตรวจพบในโปรโมเตอร์ยีน DNA methylation เกิดขึ้นในโปรโมเตอร์ของยีน ในบริเวณที่มีการถอดเสียง และในช่องว่างระหว่างพันธุกรรมด้วย

เกาะไฮเปอร์เมทิลเลตทำให้เกิดการยับยั้งการทำงานของยีน ซึ่งรบกวนการทำงานร่วมกันของโปรตีนควบคุมกับโปรโมเตอร์

เมทิลเลชั่นของ DNA มีผลกระทบอย่างมากต่อการแสดงออกของยีน และท้ายที่สุดต่อการทำงานของเซลล์ เนื้อเยื่อ และร่างกายโดยรวม มีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่าง DNA methylation ในระดับสูงกับจำนวนยีนที่ถูกกดขี่

การกำจัดกลุ่มเมทิลออกจาก DNA อันเป็นผลมาจากการไม่มีกิจกรรมของเมทิลเลส (demethylation แบบพาสซีฟ) เกิดขึ้นหลังจากการจำลองดีเอ็นเอ ดีเมทิลเลชั่นแบบแอคทีฟเกี่ยวข้องกับระบบเอนไซม์ที่แปลง 5-เมทิลไซโตซีนเป็นไซโตซีนโดยไม่ขึ้นอยู่กับการจำลองแบบ โปรไฟล์เมทิลเลชั่นเปลี่ยนแปลงไปขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เซลล์ตั้งอยู่

การสูญเสียความสามารถในการรักษา DNA methylation อาจนำไปสู่ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง มะเร็ง และโรคอื่นๆ

เป็นเวลานานที่กลไกและเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการของ DNA demethylation ยังคงไม่ทราบ

ฮิสโตนอะซิติเลชั่น

มีการดัดแปลงฮิสโตนซึ่งก่อตัวเป็นโครมาตินหลังการแปลจำนวนมาก ในคริสต์ทศวรรษ 1960 Vincent Allfrey ได้ระบุฮิสโตนอะซิติเลชันและฟอสโฟรีเลชันจากยูคาริโอตหลายชนิด

ฮิสโตนอะซิติเลชั่นและเอนไซม์ดีอะซิติเลชั่น (อะซิติลทรานสเฟอเรส) มีบทบาทในระหว่างการถอดรหัส เอนไซม์เหล่านี้กระตุ้นอะซิติเลชั่นของฮิสโตนในท้องถิ่น Histone deacetylases ยับยั้งการถอดรหัส

ผลของอะซิติเลชันคือพันธะระหว่าง DNA และฮิสโตนอ่อนลงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงประจุ ส่งผลให้โครมาตินเข้าถึงปัจจัยการถอดรหัสได้

อะซิติเลชันคือการเติมกลุ่มเคมีอะซิติล (กรดอะมิโนไลซีน) ลงในตำแหน่งอิสระบนฮิสโตน เช่นเดียวกับ DNA methylation lysine acetylation เป็นกลไก epigenetic สำหรับการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนโดยไม่ส่งผลกระทบต่อลำดับยีนดั้งเดิม รูปแบบของการดัดแปลงโปรตีนนิวเคลียร์เกิดขึ้นเรียกว่ารหัสฮิสโตน

การดัดแปลงฮิสโตนโดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างจาก DNA methylation DNA methylation เป็นการแทรกแซงทาง epigenetic ที่มีความเสถียรมาก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะได้รับการแก้ไขในกรณีส่วนใหญ่

การปรับเปลี่ยนฮิสโตนส่วนใหญ่มีความแปรผันมากกว่า สิ่งเหล่านี้ส่งผลต่อการควบคุมการแสดงออกของยีน การคงไว้ซึ่งโครงสร้างโครมาติน การสร้างความแตกต่างของเซลล์ การก่อมะเร็ง การพัฒนาของโรคทางพันธุกรรม การแก่ชรา การซ่อมแซม DNA การจำลองแบบ และการแปลความหมาย หากการปรับเปลี่ยนฮิสโตนเป็นประโยชน์ต่อเซลล์ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะคงอยู่ได้เป็นเวลานาน

กลไกอย่างหนึ่งของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างไซโตพลาสซึมและนิวเคลียสคือฟอสโฟรีเลชั่นและ/หรือดีฟอสโฟรีเลชั่นของปัจจัยการถอดรหัส ฮิสโตนเป็นหนึ่งในโปรตีนชนิดแรกที่ถูกค้นพบว่ามีฟอสโฟรีเลชั่น ทำได้โดยใช้โปรตีนไคเนส

ยีนอยู่ภายใต้การควบคุมของปัจจัยการถอดรหัสฟอสโฟรีลาเทเบิล ซึ่งรวมถึงยีนที่ควบคุมการเพิ่มจำนวนเซลล์ ด้วยการปรับเปลี่ยนดังกล่าว การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจะเกิดขึ้นในโมเลกุลโปรตีนของโครโมโซม ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงการทำงานของโครมาติน

นอกเหนือจากการดัดแปลงฮิสโตนหลังการแปลตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ยังมีโปรตีนที่มีขนาดใหญ่กว่า เช่น ยูบิควิติน, SUMO เป็นต้น ซึ่งสามารถเกาะติดกันผ่านพันธะโควาเลนต์กับกลุ่มด้านอะมิโนของโปรตีนเป้าหมาย ซึ่งส่งผลต่อการทำงานของพวกมัน

การเปลี่ยนแปลงทางอีพีเจเนติกส์สามารถสืบทอดได้ (การถ่ายทอดทางพันธุกรรมอีพีเจเนติกส์แบบแปลงเพศ) อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของอีพิเจเนติกส์สามารถเกิดขึ้นซ้ำได้ใน 3-4 รุ่น ซึ่งต่างจากข้อมูลทางพันธุกรรม และหากไม่มีปัจจัยที่กระตุ้นการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ก็จะหายไป การถ่ายโอนข้อมูล epigenetic เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการไมโอซิส (การแบ่งนิวเคลียสของเซลล์โดยมีจำนวนโครโมโซมลดลงครึ่งหนึ่ง) หรือไมโทซิส (การแบ่งเซลล์)

การปรับเปลี่ยนฮิสโตนมีบทบาทสำคัญในกระบวนการและโรคตามปกติ

RNA ตามกฎข้อบังคับ

โมเลกุล RNA ทำหน้าที่หลายอย่างในเซลล์ หนึ่งในนั้นคือการควบคุมการแสดงออกของยีน RNA ตามกฎข้อบังคับซึ่งรวมถึง antisense RNA (aRNA), microRNA (miRNA) และ RNA ที่รบกวนขนาดเล็ก (siRNA) มีหน้าที่รับผิดชอบในฟังก์ชันนี้

กลไกการออกฤทธิ์ของ RNA ตามกฎข้อบังคับต่างๆ นั้นคล้ายคลึงกันและประกอบด้วยการยับยั้งการแสดงออกของยีน ซึ่งเกิดขึ้นได้จากการเติม RNA ตามกฎข้อบังคับเข้ากับ mRNA เสริมจนเกิดเป็นโมเลกุลที่มีเกลียวคู่ (dsRNA) การก่อตัวของ dsRNA เองนำไปสู่การหยุดชะงักของการจับ mRNA กับไรโบโซมหรือปัจจัยกำกับดูแลอื่น ๆ ระงับการแปล นอกจากนี้หลังจากการก่อตัวของดูเพล็กซ์ปรากฏการณ์ของการรบกวน RNA อาจปรากฏให้เห็น - เอนไซม์ Dicer เมื่อตรวจพบ RNA ที่มีเกลียวสองเส้นในเซลล์ "ตัด" มันเป็นชิ้นส่วน สายโซ่หนึ่งของชิ้นส่วนดังกล่าว (siRNA) ถูกผูกมัดโดยโปรตีนเชิงซ้อน RISC (RNA-duced silencing complex)

จากผลของกิจกรรม RISC ชิ้นส่วน RNA แบบสายเดี่ยวจะจับกับลำดับเสริมของโมเลกุล mRNA และทำให้ mRNA ถูกตัดโดยโปรตีนในตระกูล Argonaute เหตุการณ์เหล่านี้นำไปสู่การปราบปรามการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้อง

หน้าที่ทางสรีรวิทยาของ RNA ตามกฎข้อบังคับนั้นมีความหลากหลาย - พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมที่ไม่ใช่โปรตีนหลักของการสร้างเซลล์และเสริมโครงร่างการควบคุมยีน "คลาสสิก"

รอยประทับจีโนม

บุคคลหนึ่งมีสำเนาของยีนแต่ละชุดสองชุด ชุดหนึ่งสืบทอดมาจากแม่และอีกชุดหนึ่งมาจากพ่อ ทั้งสองสำเนาของแต่ละยีนมีศักยภาพที่จะทำงานในเซลล์ใดก็ได้ การประทับตราจีโนมเป็นการแสดงออกทางอีพิเจเนติกของยีนอัลลีลิกเพียงยีนเดียวที่สืบทอดมาจากพ่อแม่ รอยพิมพ์จีโนมส่งผลต่อลูกหลานทั้งชายและหญิง ดังนั้นยีนที่ประทับซึ่งออกฤทธิ์บนโครโมโซมของมารดาจะออกฤทธิ์บนโครโมโซมของมารดาและ "เงียบ" บนโครโมโซมของบิดาในเด็กชายและหญิงทุกคน ยีนที่มีรอยประทับจีโนมส่วนใหญ่จะเข้ารหัสปัจจัยที่ควบคุมการเจริญเติบโตของตัวอ่อนและทารกแรกเกิด

การประทับตราเป็นระบบที่ซับซ้อนที่สามารถพังทลายได้ การประทับรอยจะสังเกตได้ในผู้ป่วยจำนวนมากที่มีการลบโครโมโซม (การสูญเสียส่วนหนึ่งของโครโมโซม) มีโรคที่ทราบกันว่าเกิดขึ้นในมนุษย์เนื่องจากความผิดปกติของกลไกการประทับ

พรีออน

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา มีการดึงความสนใจไปที่พรีออน ซึ่งเป็นโปรตีนที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนลำดับนิวคลีโอไทด์ของ DNA ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โปรตีนพรีออนจะอยู่ที่ผิวเซลล์ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ รูปแบบปกติของพรีออนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งจะปรับการทำงานของโปรตีนนี้

Wikner แสดงความมั่นใจว่าโปรตีนประเภทนี้เป็นหนึ่งในหลาย ๆ อย่างที่ประกอบขึ้นเป็นกลไกอีพีเจเนติกส์กลุ่มใหม่ซึ่งต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม มันสามารถอยู่ในสภาวะปกติได้ แต่ในสภาวะที่เปลี่ยนแปลงไป โปรตีนพรีออนสามารถแพร่กระจายได้ กล่าวคือ กลายเป็นการติดเชื้อ

ในขั้นต้น พรีออนถูกค้นพบว่าเป็นสารติดเชื้อชนิดใหม่ แต่ตอนนี้เชื่อกันว่าพรีออนเป็นตัวแทนของปรากฏการณ์ทางชีววิทยาทั่วไปและเป็นพาหะของข้อมูลประเภทใหม่ที่เก็บอยู่ในโครงสร้างของโปรตีน ปรากฏการณ์พรีออนรองรับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและการควบคุมการแสดงออกของยีนในระดับหลังการแปล

อีพิเจเนติกส์ในเวชปฏิบัติ

การปรับเปลี่ยนอีพีเจเนติกส์จะควบคุมทุกขั้นตอนของการพัฒนาและกิจกรรมการทำงานของเซลล์ การหยุดชะงักของกลไกการควบคุมอีพิเจเนติกส์เกี่ยวข้องทั้งทางตรงและทางอ้อมกับโรคหลายชนิด

โรคที่มีสาเหตุจากอีพีเจเนติกส์ ได้แก่ โรคที่ฝังลึกซึ่งแบ่งออกเป็นทางพันธุกรรมและโครโมโซม ปัจจุบันมีทั้งหมด 24 nosologies

ในโรคที่เกิดจากการพิมพ์ยีนจะสังเกตการแสดงออกของโมโนอัลลีลิกในตำแหน่งโครโมโซมของผู้ปกครองคนใดคนหนึ่ง สาเหตุคือการกลายพันธุ์แบบจุดในยีนที่แสดงออกมาแตกต่างกันขึ้นอยู่กับต้นกำเนิดของมารดาและบิดา และนำไปสู่เมทิลเลชั่นเฉพาะของฐานไซโตซีนในโมเลกุล DNA สิ่งเหล่านี้รวมถึง: กลุ่มอาการ Prader-Willi (การลบโครโมโซมของพ่อ 15) - แสดงออกโดย dysmorphism ของ craniofacial, รูปร่างเตี้ย, โรคอ้วน, ภาวะ hypotonia ของกล้ามเนื้อ, ภาวะ hypogonadism, ภาวะ hypopigmentation และภาวะปัญญาอ่อน; Angelman syndrome (การลบบริเวณที่สำคัญซึ่งอยู่บนโครโมโซมของมารดาที่ 15) อาการหลักคือ microbrachycephaly, กรามล่างขยายใหญ่, ลิ้นยื่นออกมา, macrostomia, ฟันเบาบาง, ภาวะขาดน้ำ; กลุ่มอาการ Beckwitt-Wiedemann (ความผิดปกติของเมทิลเลชั่นในแขนสั้นของโครโมโซม 11) แสดงออกโดยกลุ่มสามคลาสสิก ได้แก่ macrosomia, omphalocele, macroglossia เป็นต้น

ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่มีอิทธิพลต่ออีพิจีโนม ได้แก่ โภชนาการ การออกกำลังกาย สารพิษ ไวรัส การแผ่รังสีไอออไนซ์ เป็นต้น ช่วงเวลาที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงในอีพิจีโนมเป็นพิเศษคือช่วงก่อนคลอด (โดยเฉพาะสองเดือนหลังการปฏิสนธิ) และสามเดือนแรกหลังคลอด . ในช่วงแรกของการเกิดเอ็มบริโอ จีโนมจะกำจัดการดัดแปลงอีพิเจเนติกส์ส่วนใหญ่ที่ได้รับจากรุ่นก่อนๆ แต่กระบวนการตั้งโปรแกรมใหม่จะดำเนินต่อไปตลอดชีวิต

โรคที่การหยุดชะงักของการควบคุมยีนเป็นส่วนหนึ่งของการเกิดโรค ได้แก่ เนื้องอกบางชนิด เบาหวาน โรคอ้วน โรคหอบหืด โรคความเสื่อมต่างๆ และโรคอื่นๆ

Epigone ในมะเร็งมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงทั่วโลกของ DNA methylation การปรับเปลี่ยนฮิสโตน รวมถึงการเปลี่ยนแปลงโปรไฟล์การแสดงออกของเอนไซม์ที่ดัดแปลงโครมาติน

กระบวนการของเนื้องอกมีลักษณะพิเศษคือการหยุดใช้งานผ่านไฮเปอร์เมทิลเลชั่นของยีนต้านสำคัญ และผ่านไฮโปเมทิลเลชั่นโดยการกระตุ้นยีนก่อมะเร็งจำนวนหนึ่ง ปัจจัยการเจริญเติบโต (IGF2, TGF) และองค์ประกอบการทำซ้ำแบบเคลื่อนที่ที่อยู่ในบริเวณของเฮเทอโรโครมาติน

ดังนั้น ในกรณี 19% ของเนื้องอกในไตที่มีภาวะต่อมไทรอยด์ทำงานเกิน DNA ของเกาะ CpG จึงมีเมทิลเลตมากเกินไป และในมะเร็งเต้านมและมะเร็งปอดชนิดไม่ใช่เซลล์ขนาดเล็ก พบความสัมพันธ์ระหว่างระดับของอะซิติเลชั่นฮิสโตนและการแสดงออกของตัวยับยั้งเนื้องอก - ยิ่งระดับอะซิติเลชั่นต่ำ การแสดงออกของยีนก็จะยิ่งอ่อนแอลง

ในปัจจุบัน ยาต้านมะเร็งที่มีพื้นฐานจากการยับยั้งการทำงานของ DNA methyltransferases ได้รับการพัฒนาและนำไปใช้จริงแล้ว ซึ่งนำไปสู่การลดลงของ DNA methylation การกระตุ้นการทำงานของยีนต้านมะเร็ง และการชะลอตัวของการแพร่กระจายของเซลล์เนื้องอก ดังนั้นสำหรับการรักษาโรค myelodysplastic จึงมีการใช้ยา decitabine (Decitabine) และ azacitidine (Azacitidine) ในการรักษาที่ซับซ้อน ตั้งแต่ปี 2015 เป็นต้นมา Panibinostat ซึ่งเป็นสารยับยั้งฮิสโตน ดีเอซีติเลส ได้ถูกนำมาใช้ร่วมกับเคมีบำบัดแบบดั้งเดิมเพื่อรักษามะเร็งไขกระดูกหลายชนิด จากการศึกษาทางคลินิกยาเหล่านี้มีผลเชิงบวกอย่างเด่นชัดต่ออัตราการรอดชีวิตและคุณภาพชีวิตของผู้ป่วย

การเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีนบางชนิดยังสามารถเกิดขึ้นได้อันเป็นผลมาจากการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในเซลล์ สิ่งที่เรียกว่า "สมมติฐานฟีโนไทป์ประหยัด" มีบทบาทในการพัฒนาโรคเบาหวานประเภท 2 และโรคอ้วน ซึ่งการขาดสารอาหารในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อนจะนำไปสู่การพัฒนาฟีโนไทป์ทางพยาธิวิทยา ในแบบจำลองสัตว์ มีการระบุบริเวณ DNA (Pdx1 locus) ซึ่งภายใต้อิทธิพลของภาวะทุพโภชนาการ ระดับของฮิสโตนอะซิติเลชั่นลดลง ในขณะที่การชะลอตัวในการแบ่งและความแตกต่างของ B-cells ของเกาะเล็กเกาะ Langerhans และการพัฒนา มีภาวะคล้ายกับเบาหวานชนิดที่ 2

ความสามารถในการวินิจฉัยของอีพีเจเนติกส์ก็กำลังพัฒนาอย่างแข็งขันเช่นกัน เทคโนโลยีใหม่กำลังเกิดขึ้นซึ่งสามารถวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของอีพิเจเนติกส์ (ระดับ DNA เมทิลเลชั่น การแสดงออกของ microRNA การดัดแปลงฮิสโตนหลังการแปล ฯลฯ) เช่น โครมาตินอิมมูโนเพรซิเทชัน (CHIP) โฟลว์ไซโตเมทรี และการสแกนด้วยเลเซอร์ ซึ่งให้เหตุผลที่เชื่อได้ว่าตัวบ่งชี้ทางชีวภาพจะ ในอนาคตอันใกล้นี้เพื่อศึกษาโรคทางระบบประสาท โรคที่หายาก โรคหลายปัจจัย และเนื้องอกเนื้อร้าย และนำมาใช้เป็นวิธีการวินิจฉัยทางห้องปฏิบัติการ

ดังนั้น ปัจจุบันอีพีเจเนติกส์กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว ความก้าวหน้าทางชีววิทยาและการแพทย์มีความเกี่ยวข้องด้วย

วรรณกรรม

  1. เอซเคอร์เดีย ไอ., ฮวน ดี., โรดริเกซ เจ. เอ็ม.และคณะ หลักฐานหลายชิ้นชี้ให้เห็นว่าอาจมียีนเข้ารหัสโปรตีนของมนุษย์เพียง 19,000 ยีน // อณูพันธุศาสตร์ของมนุษย์ 2014, 23(22): 5866-5878.
  2. สมาคมจัดลำดับจีโนมมนุษย์นานาชาติ ลำดับเริ่มต้นและการวิเคราะห์จีโนมมนุษย์ // ธรรมชาติ 2544 ก.พ. 409 (6822): 860-921.
  3. ซวน ดี., ฮั่น คิว., ตู คิว.และคณะ การปรับ Epigenetic ในโรคปริทันต์อักเสบ: ปฏิกิริยาของ Adiponectin และแกน JMJD3-IRF4 ใน Macrophages // วารสารสรีรวิทยาของเซลล์ พฤษภาคม 2559; 231(5):1090-1096.
  4. วัดดิงตัน ซี. เอช. Epigenotpye // พยายาม 2485; 18-20.
  5. โบชคอฟ เอ็น.พี.พันธุศาสตร์คลินิก อ.: Geotar.Med, 2001.
  6. เจนูไวน์ ที., อัลลิส ซี.ดี.การแปลรหัสฮิสโตน // วิทยาศาสตร์ 2544 10 ส.ค. ; 293 (5532): 1074-1080.
  7. โควาเลนโก ที.เอฟ.เมทิลเลชั่นของจีโนมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม // ยาระดับโมเลกุล 2553 ฉบับที่ 6 หน้า 21-29.
  8. อลิซ ดี., เจนูไวน์ ที., ไรน์เบิร์ก ดี.อีพีเจเนติกส์ อ.: เทคโนโลยี 2010.
  9. เทย์เลอร์ พี.ดี.,โพสตัน แอล.โปรแกรมการพัฒนาโรคอ้วนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม // สรีรวิทยาทดลอง. พ.ศ. 2549 ฉบับที่ 92 หน้า 287-298
  10. เลวิน บี.ยีน อ.: บินอม, 2012.
  11. Plasschaert R. N., Bartolomei M. S.รอยประทับจีโนมในการพัฒนา การเจริญเติบโต พฤติกรรม และสเต็มเซลล์ // การพัฒนา พฤษภาคม 2557; 141(9): 1805-1813.
  12. วิคเนอร์ อาร์.บี.,เอ็ดส์เคส เอช.เค.,รอสส์ อี.ดี.และคณะ พันธุศาสตร์พรีออน: กฎใหม่สำหรับยีนชนิดใหม่ // Annu Rev Genet 2547; 38: 681-707.
  13. มูโตวิน จี.อาร์.พันธุศาสตร์คลินิก จีโนมิกส์และโปรตีโอมิกส์ของพยาธิวิทยาทางพันธุกรรม: หนังสือเรียน เบี้ยเลี้ยง. ฉบับที่ 3, แก้ไขใหม่. และเพิ่มเติม 2010.
  14. Romantsova T.I.การแพร่ระบาดของโรคอ้วน: สาเหตุที่ชัดเจนและเป็นไปได้ // โรคอ้วนและการเผาผลาญ 2554 ฉบับที่ 1, น. 1-15.
  15. เบจิน พี., นาโด ​​เค.ซี.การควบคุม Epigenetic ของโรคหอบหืดและโรคภูมิแพ้ // โรคภูมิแพ้ หอบหืด Clin Immunol 2014, 28 พฤษภาคม; 10(1):27.
  16. Martínez J.A., Milagro F.I., Claycombe K.J., Schalinske K.L.อีพีเจเนติกส์ในเนื้อเยื่อไขมัน โรคอ้วน การลดน้ำหนัก และโรคเบาหวาน // ความก้าวหน้าทางโภชนาการ 2014 1 มกราคม; 5(1): 71-81.
  17. ดอว์สัน ม.เอ., คูซาไรด์ ที. Epigenetics ของมะเร็ง: จากกลไกสู่การรักษา // เซลล์ 2555 6 ก.ค. ; 150(1): 12-27.
  18. คามินสกาส อี., ฟาร์เรลล์ เอ., อับราฮัม เอส., แบร์ด เอ.สรุปการอนุมัติ: อะซาซิทิดีนสำหรับการรักษาโรคชนิดย่อยของ myelodysplastic // Clin Cancer Res. 2548 15 พฤษภาคม; 11(10): 3604-3608.
  19. เลาบาค เจ.พี., โมโร พี., ซาน-มิเกล เจ..เอฟ, ริชาร์ดสัน พี.จี. Panobinostat สำหรับการรักษา Multiple Myeloma // Clin Cancer Res. 2558 1 พ.ย.; 21(21): 4767-4773.
  20. Bramswig N.C., Kaestner K.H. Epigenetics และการรักษาโรคเบาหวาน: คำสัญญาที่ไม่เกิดขึ้นจริง? // แนวโน้ม Endocrinol Metab 2555 มิ.ย.; 23(6): 286-291.
  21. Sandovici I., Hammerle C. M., Ozanne S.E., Constância M.การเขียนโปรแกรม epigenetic พัฒนาการและสิ่งแวดล้อมของตับอ่อนต่อมไร้ท่อ: ผลที่ตามมาของโรคเบาหวานประเภท 2 // Cell Mol Life Sci พฤษภาคม 2556; 70(9): 1575-1595.
  22. Szekvolgyi L., Imre L., Minh D. X.และคณะ วิธีการโฟลว์ไซโตเมตริกและการสแกนด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยเลเซอร์ในการวิจัยอีพีเจเนติกส์ // วิธีการ Mol Biol 2552; 567:99-111.

วี.วี. สเมียร์นอฟ 1, วิทยาศาสตรบัณฑิต ศาสตราจารย์
จี.อี. ลีโอนอฟ

สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลางของมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติรัสเซียตั้งชื่อตาม N. I. Pirogova กระทรวงสาธารณสุขของสหพันธรัฐรัสเซียมอสโก

) เนื่องจากการแสดงออกของยีนที่แตกต่างกันในเซลล์ประเภทต่างๆ การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ประกอบด้วยเซลล์ที่แตกต่างกันจึงสามารถเกิดขึ้นได้ ควรสังเกตว่านักวิจัยหลายคนยังคงสงสัยเกี่ยวกับอีพีเจเนติกส์ เนื่องจากภายในกรอบการทำงาน ความเป็นไปได้ของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมที่ไม่ใช่จีโนมนั้นได้รับอนุญาตให้เป็นการตอบสนองแบบปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม ซึ่งขัดแย้งกับกระบวนทัศน์จีโนเซนทริคที่โดดเด่นในปัจจุบัน

ตัวอย่าง

ตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงอีพิเจเนติกส์ในยูคาริโอตคือกระบวนการสร้างความแตกต่างของเซลล์ ในระหว่างการเกิดสัณฐานวิทยา เซลล์ต้นกำเนิดโทติโพเทนต์จะก่อตัวเป็นเซลล์ pluripotent หลายสายของเอ็มบริโอ ซึ่งจะก่อให้เกิดเซลล์ที่มีความแตกต่างอย่างสมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไข่ที่ปฏิสนธิหนึ่งใบ - ไซโกต - แยกความแตกต่างออกเป็นเซลล์ประเภทต่าง ๆ รวมถึง: เซลล์ประสาท, เซลล์กล้ามเนื้อ, เยื่อบุผิว, เอ็นโดทีเลียมของหลอดเลือด ฯลฯ ผ่านการแบ่งหลายส่วน สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการกระตุ้นยีนบางตัว และในขณะเดียวกันก็ยับยั้งยีนบางตัวด้วยการใช้กลไกอีพีเจเนติกส์

ตัวอย่างที่สองสามารถแสดงเป็นพุลได้ ในฤดูใบไม้ร่วงก่อนอากาศหนาว พวกมันจะเกิดมาพร้อมกับผมที่ยาวและหนากว่าในฤดูใบไม้ผลิ แม้ว่าหนู "ฤดูใบไม้ผลิ" และ "ฤดูใบไม้ร่วง" พัฒนาการของมดลูกจะเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่เกือบจะเหมือนกัน (อุณหภูมิ ความยาววัน ความชื้น ฯลฯ) . การศึกษาพบว่าสัญญาณที่กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ที่นำไปสู่การเพิ่มความยาวของเส้นผมคือการเปลี่ยนแปลงระดับความเข้มข้นของเมลาโทนินในเลือด (ลดลงในฤดูใบไม้ผลิและเพิ่มขึ้นในฤดูใบไม้ร่วง) ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงการปรับตัวของอีพีเจเนติกส์ (การเพิ่มความยาวของเส้นผม) จึงเกิดขึ้นก่อนที่จะเริ่มมีอากาศหนาว ซึ่งเป็นการปรับตัวที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต

นิรุกติศาสตร์และคำจำกัดความ

คำว่า "อีพีเจเนติกส์" (เช่นเดียวกับ "ภูมิทัศน์ของอีพิเจเนติกส์") ถูกเสนอโดยคอนราด แวดดิงตันในปี พ.ศ. 2485 โดยเป็นคำที่มาจากคำว่า พันธุศาสตร์ และ เอพิเจเนซิส เมื่อ Waddington เป็นคนบัญญัติศัพท์นี้ ธรรมชาติทางกายภาพของยีนยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ดังนั้นเขาจึงใช้มันเป็นแบบจำลองแนวความคิดว่ายีนอาจมีปฏิกิริยาต่อสิ่งแวดล้อมอย่างไรเพื่อสร้างฟีโนไทป์

Robin Halliday ให้คำจำกัดความของอีพีเจเนติกส์ว่าเป็น “การศึกษากลไกของการควบคุมการทำงานของยีนทั้งชั่วคราวและเชิงพื้นที่ในระหว่างการพัฒนาสิ่งมีชีวิต” ดังนั้น คำว่า "อีพีเจเนติกส์" จึงสามารถใช้เพื่ออธิบายปัจจัยภายในใดๆ ที่มีอิทธิพลต่อการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต นอกเหนือจากลำดับดีเอ็นเอ

การใช้คำสมัยใหม่ในวาทกรรมทางวิทยาศาสตร์นั้นแคบกว่า คำนำหน้าภาษากรีกหมายถึงปัจจัยที่ทำหน้าที่ "เกิน" หรือ "นอกเหนือจาก" ปัจจัยทางพันธุกรรม ซึ่งหมายความว่าปัจจัยทางอีพีเจเนติกส์ทำหน้าที่เพิ่มเติมหรือเพิ่มเติมจากปัจจัยทางพันธุกรรมทางโมเลกุลแบบดั้งเดิม

ความคล้ายคลึงกับคำว่า "พันธุศาสตร์" ทำให้เกิดการเปรียบเทียบหลายอย่างในการใช้คำนี้ "อีพิจีโนม" มีความคล้ายคลึงกับคำว่า "จีโนม" และกำหนดสถานะเอพิเจเนติกโดยรวมของเซลล์ คำอุปมาของ "รหัสพันธุกรรม" ยังได้รับการดัดแปลง และคำว่า "รหัสอีพิเจเนติก" ใช้เพื่ออธิบายชุดคุณลักษณะอีพีเจเนติกส์ที่สร้างฟีโนไทป์ที่หลากหลายในเซลล์ต่างๆ คำว่า "เอพิมิวเทชัน" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในอีพิจีโนมปกติที่เกิดจากปัจจัยประปราย ซึ่งถ่ายทอดผ่านรุ่นเซลล์จำนวนหนึ่ง

พื้นฐานระดับโมเลกุลของเอพิเจเนติกส์

พื้นฐานระดับโมเลกุลของอีพิเจเนติกส์ค่อนข้างซับซ้อน แม้ว่าจะไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของ DNA แต่จะเปลี่ยนกิจกรรมของยีนบางตัว สิ่งนี้อธิบายว่าทำไมเซลล์ที่แตกต่างของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จึงแสดงเฉพาะยีนที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมเฉพาะของมัน ลักษณะพิเศษของการเปลี่ยนแปลงอีพีเจเนติกส์คือคงอยู่โดยการแบ่งเซลล์ เป็นที่ทราบกันดีว่าการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ในเวลาเดียวกันหากมีการเปลี่ยนแปลงของ DNA ในตัวอสุจิหรือไข่ การแสดงอาการของอีพีเจเนติกส์บางอย่างสามารถถ่ายทอดจากรุ่นหนึ่งไปยังอีกรุ่นหนึ่งได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามว่าการเปลี่ยนแปลงอีพีเจเนติกส์ในสิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนโครงสร้างพื้นฐานของ DNA ของมันได้หรือไม่ (ดูวิวัฒนาการ)

ภายในกรอบของอีพีเจเนติกส์ มีการศึกษากระบวนการต่าง ๆ เช่น การเปลี่ยนรูป การบุ๊กมาร์กทางพันธุกรรม การประทับจีโนม การปิดใช้งานโครโมโซม X ผลกระทบของตำแหน่ง ผลกระทบของมารดา รวมถึงกลไกอื่น ๆ ของการควบคุมการแสดงออกของยีนที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง

การศึกษาทางอีพิเจเนติกส์ใช้เทคนิคอณูชีววิทยาที่หลากหลาย รวมถึงการตกตะกอนของโครมาติน (การดัดแปลง ChIP-on-chip และ ChIP-Seq ต่างๆ) ในแหล่งกำเนิด ไฮบริดไดเซชัน เอนไซม์จำกัดความไวต่อเมทิลเลชั่น การระบุ DNA adenine methyltransferase (DamID) และการหาลำดับไบซัลไฟต์ นอกจากนี้ การใช้วิธีชีวสารสนเทศศาสตร์ (คอมพิวเตอร์อีพีเจเนติกส์) กำลังมีบทบาทสำคัญมากขึ้น

กลไก

DNA methylation และการเปลี่ยนแปลงของโครมาติน

ปัจจัยทางอีพิเจเนติกส์มีอิทธิพลต่อกิจกรรมการแสดงออกของยีนบางชนิดในหลายระดับ ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิต กลไกประการหนึ่งที่มีอิทธิพลนี้คือการเปลี่ยนแปลงของโครมาติน โครมาตินเป็นกลุ่มที่ซับซ้อนของ DNA ที่มีโปรตีนฮิสโตน โดยที่ DNA ถูกพันเข้ากับโปรตีนฮิสโตนซึ่งมีโครงสร้างเป็นทรงกลม (นิวคลีโอโซม) ทำให้เกิดการบดอัดในนิวเคลียส ความเข้มของการแสดงออกของยีนขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของฮิสโตนในบริเวณที่แสดงออกอย่างแข็งขันของจีโนม การเปลี่ยนแปลงโครมาตินเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลง "ความหนาแน่น" ของนิวคลีโอโซมและความสัมพันธ์ของฮิสโตนต่อ DNA อย่างแข็งขัน ซึ่งสามารถทำได้สองวิธีที่อธิบายไว้ด้านล่าง

เมทิลเลชันของดีเอ็นเอ

กลไกของอีพีเจเนติกส์ที่มีการศึกษาดีที่สุดในปัจจุบันคือเมทิลเลชันของเบสไซโตซีน การวิจัยอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับบทบาทของเมทิลเลชั่นในการควบคุมการแสดงออกทางพันธุกรรม รวมถึงในช่วงการชราภาพ เริ่มต้นขึ้นในทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมาด้วยผลงานบุกเบิกของ B.F. Vanyushin และ G.D. Berdyshev และคณะ กระบวนการของ DNA methylation เกี่ยวข้องกับการเติมกลุ่มเมทิลในไซโตซีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของไดนิวคลีโอไทด์ CpG ที่ตำแหน่ง C5 ของวงแหวนไซโตซีน DNA methylation เป็นลักษณะเฉพาะของยูคาริโอตเป็นหลัก ในมนุษย์ประมาณ 1% ของ DNA จีโนมถูกเมทิลเลต เอนไซม์สามชนิดที่เรียกว่า DNA methyltransferases 1, 3a และ 3b (DNMT1, DNMT3a และ DNMT3b) มีหน้าที่รับผิดชอบในกระบวนการ DNA methylation สันนิษฐานว่า DNMT3a และ DNMT3b เป็นเมทิลทรานสเฟอเรสเดอโนโวที่สร้างรูปแบบ DNA methylation ในระยะแรกของการพัฒนา และ DNMT1 ดำเนินการ DNA methylation ในระยะหลังของชีวิตของสิ่งมีชีวิต หน้าที่ของเมทิลเลชั่นคือกระตุ้นหรือยับยั้งยีน ในกรณีส่วนใหญ่ เมทิลเลชันจะนำไปสู่การยับยั้งการทำงานของยีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบริเวณโปรโมเตอร์ถูกเมทิลเลต และดีเมทิเลชันนำไปสู่การกระตุ้นของมัน แสดงให้เห็นว่าแม้แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในระดับของ DNA methylation ก็สามารถเปลี่ยนระดับการแสดงออกทางพันธุกรรมได้อย่างมีนัยสำคัญ

การปรับเปลี่ยนฮิสโตน

แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนในฮิสโตนจะเกิดขึ้นทั่วทั้งโมเลกุลโปรตีน แต่การเปลี่ยนแปลงของหาง N เกิดขึ้นบ่อยกว่ามาก การปรับเปลี่ยนเหล่านี้รวมถึง: ฟอสโฟรีเลชัน, การแพร่หลาย, อะซิติเลชัน, เมทิลเลชัน, ซูโมเลชัน Acetylation เป็นการดัดแปลงฮิสโตนที่มีการศึกษามากที่สุด ดังนั้นอะซิติเลชั่นของฮิสโตนหางไลซีนของฮิสโตน H3 โดยอะซิติลทรานสเฟอเรส K14 และ K9 มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมการถอดรหัสในบริเวณโครโมโซมนี้ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอะซิติเลชั่นของไลซีนเปลี่ยนประจุบวกให้เป็นกลาง ทำให้เป็นไปไม่ได้ที่จะจับกับกลุ่มฟอสเฟตที่มีประจุลบใน DNA เป็นผลให้ฮิสโตนถูกแยกออกจาก DNA ซึ่งนำไปสู่การลงจอดบน DNA "เปล่า" ของคอมเพล็กซ์ SWI/SNF และปัจจัยการถอดรหัสอื่น ๆ ที่กระตุ้นให้เกิดการถอดรหัส นี่คือแบบจำลอง "ถูกต้อง" ของการควบคุมอีพิเจเนติกส์

ฮิสโตนสามารถรักษาสถานะที่ถูกแก้ไขและทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการแก้ไขฮิสโตนใหม่ ซึ่งจะจับกับ DNA หลังจากการจำลองแบบ

กลไกของการสืบพันธุ์ของเครื่องหมาย epigenetic ได้รับการศึกษาที่ดีกว่าสำหรับ DNA methylation มากกว่าการดัดแปลงฮิสโตน ดังนั้นเอนไซม์ DNMT1 จึงมีความสัมพันธ์สูงกับ 5-methylcytosine เมื่อ DNMT1 พบ "ตำแหน่งเฮมิเมทิลเลต" (ตำแหน่งที่ไซโตซีนบนสาย DNA เพียงเส้นเดียวถูกเมทิลเลต) มันจะสร้างเมทิลเลตไซโตซีนบนสายที่สองที่ตำแหน่งเดียวกัน

พรีออน

ไมโครอาร์เอ็นเอ

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับความสนใจอย่างมากในการศึกษาบทบาทของ RNA (si-RNA) ที่รบกวนขนาดเล็กในกระบวนการควบคุมกิจกรรมทางพันธุกรรม การรบกวน RNA สามารถเปลี่ยนความเสถียรและการแปล mRNA โดยการสร้างแบบจำลองฟังก์ชัน polysome และโครงสร้างโครมาติน

ความหมาย

การถ่ายทอดทางพันธุกรรมในเซลล์ร่างกายมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ จีโนมของเซลล์ทั้งหมดเกือบจะเหมือนกัน ในเวลาเดียวกัน สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ประกอบด้วยเซลล์ที่แตกต่างกันซึ่งรับรู้สัญญาณสิ่งแวดล้อมในรูปแบบที่ต่างกันและทำหน้าที่ต่างกัน เป็นปัจจัยอีพีเจเนติกส์ที่ให้ “ความจำระดับเซลล์”

ยา

ปรากฏการณ์ทางพันธุกรรมและอีพีเจเนติกส์มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ มีโรคที่ทราบหลายประการที่เกิดขึ้นเนื่องจากความบกพร่องของเมทิลเลชั่นของยีน เช่นเดียวกับภาวะเม็ดเลือดแดงแตกของยีนที่มีรอยประทับของจีโนม สำหรับสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ความเชื่อมโยงระหว่างกิจกรรมของฮิสโตน อะซิติเลชัน/ดีอะซิติเลชันกับอายุขัยได้รับการพิสูจน์แล้ว บางทีกระบวนการเดียวกันนี้อาจส่งผลต่ออายุขัยของมนุษย์

วิวัฒนาการ

แม้ว่าอีพิเจเนติกส์จะได้รับการพิจารณาเป็นหลักในบริบทของหน่วยความจำเซลล์ แต่ก็ยังมีผลกระทบจากอีพีเจเนติกส์ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมหลายประการ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมจะถูกส่งต่อไปยังลูกหลาน ไม่เหมือนกับการกลายพันธุ์ การเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์สามารถย้อนกลับได้และอาจกำหนดเป้าหมายได้ (แบบปรับได้) เนื่องจากส่วนใหญ่หายไปหลังจากผ่านไปไม่กี่ชั่วอายุคน จึงสามารถปรับตัวได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น ความเป็นไปได้ของอีพิเจเนติกส์ที่มีอิทธิพลต่อความถี่ของการกลายพันธุ์ในยีนนั้น ๆ ก็ยังถูกพูดคุยกันอย่างแข็งขัน ตระกูล APOBEC/AID ของโปรตีน cytosine deaminase แสดงให้เห็นว่าเกี่ยวข้องกับการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและ epigenetic โดยใช้กลไกระดับโมเลกุลที่คล้ายคลึงกัน พบปรากฏการณ์อีพีเจเนติกส์ที่ดัดแปลงพันธุกรรมมากกว่า 100 กรณีในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด

ผลกระทบของอีพีเจเนติกส์ในมนุษย์

รอยประทับจีโนมและโรคที่เกี่ยวข้อง

โรคของมนุษย์บางชนิดสัมพันธ์กับรอยประทับของจีโนม ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ยีนเดียวกันมีรูปแบบเมทิลเลชันที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับเพศของพ่อแม่ กรณีที่มีชื่อเสียงที่สุดของโรคที่เกี่ยวข้องกับการประทับคือ Angelman syndrome และ Prader-Willi syndrome ทั้งสองเกิดจากการลบบางส่วนในภูมิภาค 15q นี่เป็นเพราะการมีอยู่ของรอยประทับจีโนมที่บริเวณนี้

ผลกระทบของอีพีเจเนติกส์ที่ดัดแปลงพันธุกรรม

Marcus Pembrey และผู้ร่วมเขียนพบว่าหลาน (แต่ไม่ใช่หลานสาว) ของผู้ชายที่ต้องเผชิญภาวะอดอยากในสวีเดนในศตวรรษที่ 19 มีโอกาสน้อยที่จะเป็นโรคหลอดเลือดหัวใจ แต่มีแนวโน้มที่จะเป็นโรคเบาหวานมากกว่า ซึ่งผู้เขียนแนะนำว่าเป็นตัวอย่าง epigenetic มรดก

มะเร็งและความผิดปกติของพัฒนาการ

สารหลายชนิดมีคุณสมบัติเป็นสารก่อมะเร็งในอีพีเจเนติกส์ โดยทำให้อุบัติการณ์ของเนื้องอกเพิ่มขึ้นโดยไม่แสดงผลกระทบต่อการกลายพันธุ์ (เช่น ไดเอทิลสติลเบสตรอลอาร์เซไนต์ เฮกซะคลอโรเบนซีน และสารประกอบนิกเกิล) สารก่อวิรูปหลายชนิด โดยเฉพาะไดเอทิลสติลเบสตรอล มีผลเฉพาะต่อทารกในครรภ์ในระดับเอพิเจเนติกส์

การเปลี่ยนแปลงของฮิสโตนอะซิติเลชั่นและดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นนำไปสู่การพัฒนาของมะเร็งต่อมลูกหมากโดยการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของยีนต่างๆ กิจกรรมของยีนในมะเร็งต่อมลูกหมากอาจได้รับอิทธิพลจากการรับประทานอาหารและรูปแบบการใช้ชีวิต

ในปี 2008 สถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาประกาศว่าจะใช้เงิน 190 ล้านดอลลาร์เพื่อการวิจัยอีพิเจเนติกส์ในอีก 5 ปีข้างหน้า ตามที่นักวิจัยบางคนซึ่งเป็นผู้ริเริ่มการระดมทุนกล่าวว่าอีพีเจเนติกส์อาจมีบทบาทในการรักษาโรคของมนุษย์มากกว่าพันธุกรรม

Epigenome และริ้วรอย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลักฐานจำนวนมากได้สะสมว่ากระบวนการอีพีเจเนติกส์มีบทบาทสำคัญในชีวิตบั้นปลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเปลี่ยนแปลงอย่างกว้างขวางในรูปแบบเมทิลเลชั่นเกิดขึ้นตามอายุ สันนิษฐานว่ากระบวนการเหล่านี้อยู่ภายใต้การควบคุมทางพันธุกรรม โดยทั่วไป จำนวนเบสเมทิลเลตไซโตซีนที่มากที่สุดจะพบได้ใน DNA ที่แยกได้จากตัวอ่อนหรือสัตว์แรกเกิด และปริมาณนี้จะค่อยๆ ลดลงตามอายุ การลดลงที่คล้ายกันของระดับ DNA methylation พบในเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เพาะเลี้ยงจากหนู หนูแฮมสเตอร์ และมนุษย์ เป็นระบบ แต่อาจเป็นเฉพาะเนื้อเยื่อและยีนได้ ตัวอย่างเช่น Tra และคณะ (Tra et al., 2002) เมื่อเปรียบเทียบมากกว่า 2,000 ตำแหน่งใน T lymphocytes ที่แยกได้จากเลือดส่วนปลายของทารกแรกเกิด เช่นเดียวกับคนวัยกลางคนและผู้สูงอายุ พบว่า 23 ตำแหน่งในจำนวนดังกล่าวเกิดภาวะไฮเปอร์เมทิลเลชั่น และไฮโปเมทิลเลชั่น 6 ตำแหน่งตามอายุ และ การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในรูปแบบเมทิลเลชันยังตรวจพบในเนื้อเยื่ออื่นๆ เช่น ตับอ่อน ปอด และหลอดอาหาร มีการตรวจพบการบิดเบือนของอีพิเจเนติกส์อย่างรุนแรงในคนไข้ Hutchinson-Gilford progyria

สันนิษฐานว่าการแยกเมทิลตามอายุนำไปสู่การจัดเรียงโครโมโซมใหม่ผ่านการกระตุ้นองค์ประกอบทางพันธุกรรมแบบเคลื่อนที่ (MGEs) ซึ่งโดยปกติจะถูกระงับโดย DNA methylation (Barbot et al., 2002; Bennett-Baker, 2003) การลดลงของระดับเมทิลเลชั่นตามอายุอย่างเป็นระบบ อย่างน้อยก็ในบางส่วนอาจทำให้เกิดโรคที่ซับซ้อนหลายอย่างซึ่งไม่สามารถอธิบายได้โดยใช้แนวคิดทางพันธุกรรมแบบคลาสสิก กระบวนการอื่นที่เกิดขึ้นในออนโทเจเนซิสควบคู่ไปกับดีเมทิลเลชันและส่งผลต่อกระบวนการควบคุมอีพีเจเนติกส์คือการควบแน่นของโครมาติน (เฮเทอโรโครมาติไนเซชัน) ซึ่งส่งผลให้กิจกรรมทางพันธุกรรมลดลงตามอายุ ในการศึกษาจำนวนหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงของอีพิเจเนติกส์ขึ้นอยู่กับอายุยังแสดงให้เห็นในเซลล์สืบพันธุ์ด้วย ทิศทางของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นเรื่องเฉพาะของยีน

วรรณกรรม

  • เนสซา แครี่. Epigenetics: ชีววิทยาสมัยใหม่กำลังเขียนความเข้าใจเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ โรค และพันธุกรรมใหม่อย่างไร - Rostov-on-Don: ฟีนิกซ์, 2012 - ISBN 978-5-222-18837-8

หมายเหตุ

  1. งานวิจัยใหม่เชื่อมโยงการปรับเปลี่ยน RNA ทั่วไปกับโรคอ้วน
  2. http://woman.health-ua.com/article/475.html ระบาดวิทยาทาง Epigenetic ของโรคที่เกี่ยวข้องกับอายุ
  4. Holliday, R., 1990. กลไกในการควบคุมการทำงานของยีนระหว่างการพัฒนา. ไบโอล สาธุคุณ แคมเบอร์ ฟิลอส. สังคมสงเคราะห์ 65, 431-471
  5. อีพีเจเนติกส์ ไบโอ-เมดิซีน.org ดึงข้อมูลเมื่อ 21-05-2011.
  6. วี.แอล. แชนด์เลอร์ (2007) "พารามิวเทชัน: จากข้าวโพดสู่หนู" เซลล์ 128(4):641–645. ดอย:10.1016/j.cell.2007.02.007. PMID17320501.
  7. แจน แซปป์ เหนือยีน สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด 2530 แจน แซปป์ "แนวคิดขององค์กร: การใช้ประโยชน์จากโปรโตซัว ciliate" ใน S. Gilbert ed., ชีววิทยาพัฒนาการ: การสังเคราะห์ที่ครอบคลุม (นิวยอร์ก: Plenum Press, 1991), 229-258 Jan Sapp, Genesis: วิวัฒนาการของชีววิทยา สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด, 2003
  8. โอยามะ, ซูซาน; พอล อี. กริฟฟิธส์, รัสเซลล์ ดี. เกรย์ (2001) สำนักพิมพ์เอ็มไอที. ไอ 0-26-265063-0.
  9. เวอร์เดล และคณะ 2004
  10. มัตซ์เก, เบิร์ชเลอร์, 2005
  11. โอ.เจ. Rando และ K.J. แวร์สเตรเพน (2007) "ช่วงเวลาของการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและ Epigenetic" เซลล์ 128(4):655–668 ดอย:10.1016/j.cell.2007.01.023. PMID17320504.
  12. จาบลอนกา, อีวา; กัล ราซ (มิถุนายน 2552) "การสืบทอด Epigenetic ข้ามรุ่น: ความชุก กลไก และผลกระทบต่อการศึกษาพันธุกรรมและวิวัฒนาการ" การทบทวนชีววิทยารายไตรมาส 84 (2): 131-176 ดอย:10.1086/598822. PMID 19606595.
  13. เจ.เอช.เอ็ม. นอล, ร.ด. นิโคลส์ R.E. มาเจนิส, เจ.เอ็ม. Graham Jr, M. Lalande, S.A. แลตต์ (1989) "กลุ่มอาการ Angelman และ Prader-Willi มีการลบโครโมโซมร่วมกัน แต่ต่างกันที่ต้นกำเนิดของการลบโครโมโซม" วารสารพันธุศาสตร์การแพทย์อเมริกัน 32(2): 285-290 ดอย:10.1002/ajmg.1320320235.


การคลอดบุตร
อันตราย