Епігеноміка: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Інтерактивний перегляд історії
(Переглянути усі неперевірені зміни)
[неперевірена версія][неперевірена версія]
← Попереднє редагуванняНаступне редагування →
Вилучено вміст Додано вміст
ВізуальнийВікірозмітка
Молекулярні основи
Мітки: Візуальний редактор Посилання на сторінки неоднозначності
Методи та інструменти
Рядок 65: Рядок 65:
=== Некодуючі РНК та їх роль ===
=== Некодуючі РНК та їх роль ===
[[Некодуючі РНК]] (нкРНК) — це функціональні молекули [[Рибонуклеїнова кислота|РНК]], які транскрибуються з ДНК, але не [[Трансляція (біологія)|транслюються]] в білки. Найвідомішими прикладами нкРНК є [[Транспортна РНК|транспортні РНК]] (тРНК) і [[Рибосомна РНК|рибосомні РНК]] (рРНК), але останнім часом було виявлено, що інші нкРНК, такі як [[мікроРНК]], [[довгі некодуючі РНК]] і [[кільцеві РНК]], які також відіграють важливу роль у регуляції генів, включаючи епігенетичну регуляцію. Вони залучені до різноманітних біологічних процесів, включаючи [[імпринтинг]], [[Дозова компенсація|дозову компенсацію]] та модуляцію структури хроматину.<ref>{{Cite news|title=Genome Regulation by Long Noncoding RNAs|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-biochem-051410-092902|work=[[Annual Review of Biochemistry]]|date=2012-07-07|accessdate=2023-06-20|issn=0066-4154|pmc=PMC3858397|pmid=22663078|doi=10.1146/annurev-biochem-051410-092902|pages=145–166|volume=81|issue=1|language=en|first=John L.|last=Rinn|first2=Howard Y.|last2=Chang}}</ref>
[[Некодуючі РНК]] (нкРНК) — це функціональні молекули [[Рибонуклеїнова кислота|РНК]], які транскрибуються з ДНК, але не [[Трансляція (біологія)|транслюються]] в білки. Найвідомішими прикладами нкРНК є [[Транспортна РНК|транспортні РНК]] (тРНК) і [[Рибосомна РНК|рибосомні РНК]] (рРНК), але останнім часом було виявлено, що інші нкРНК, такі як [[мікроРНК]], [[довгі некодуючі РНК]] і [[кільцеві РНК]], які також відіграють важливу роль у регуляції генів, включаючи епігенетичну регуляцію. Вони залучені до різноманітних біологічних процесів, включаючи [[імпринтинг]], [[Дозова компенсація|дозову компенсацію]] та модуляцію структури хроматину.<ref>{{Cite news|title=Genome Regulation by Long Noncoding RNAs|url=https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-biochem-051410-092902|work=[[Annual Review of Biochemistry]]|date=2012-07-07|accessdate=2023-06-20|issn=0066-4154|pmc=PMC3858397|pmid=22663078|doi=10.1146/annurev-biochem-051410-092902|pages=145–166|volume=81|issue=1|language=en|first=John L.|last=Rinn|first2=Howard Y.|last2=Chang}}</ref>

== Методи та інструменти ==

=== Секвенування імунопреципітацією хроматину (ChIP) ===
[[Секвенування імунопреципітацією хроматину|Секвенування ChIP]] (ChIP-seq) — це метод, який використовується для аналізу взаємодії білка з ДНК. Він поєднує в собі [[Імунопреципітація хроматину|імунопреципітацію хроматину]] (ChIP) із масивним паралельним [[Секвенування ДНК|секвенуванням ДНК]] для ідентифікації сайтів зв’язування ДНК-асоційованих білків. Його можливо використовувати для точного відображення глобальних сайтів зв’язування для будь-якого цікавлячого білка. Цей метод широко використовується в епігеноміці для ідентифікації місць модифікацій гістонів.<ref>{{Cite news|title=ChIP–seq: advantages and challenges of a maturing technology|url=https://www.nature.com/articles/nrg2641|work=[[Nature Reviews Genetics]]|date=2009-10|accessdate=2023-06-20|issn=1471-0056|pmc=PMC3191340|pmid=19736561|doi=10.1038/nrg2641|pages=669–680|volume=10|issue=10|language=en|first=Peter J.|last=Park}}</ref>

=== Бісульфітне секвенування ===
[[Бісульфітне секвенування]] — це техніка, яка використовується для визначення [[Патерн|патерну]] метилювання ДНК. [[Натрій гідросульфіт|Бісульфіт натрію]] (Натрій гідросульфіт) перетворює неметильовані цитозини в [[урацил]], тоді як метильовані цитозини протистоять перетворенню. Подальша [[Полімеразна ланцюгова реакція|ПЛР]] і секвенування дозволяють ідентифікувати неперетворені (метильовані) залишки і таким чином надати детальну карту метилювання ДНК.<ref>{{Cite news|title=High sensitivity mapping of methylated cytosines|url=https://academic.oup.com/nar/article-lookup/doi/10.1093/nar/22.15.2990|work=Nucleic Acids Research|date=1994|accessdate=2023-06-20|issn=0305-1048|pmc=PMC310266|pmid=8065911|doi=10.1093/nar/22.15.2990|pages=2990–2997|volume=22|issue=15|language=en|first=J.CIark|last=Susan|first2=Janet|last2=Harrison|first3=Cheryl L.|last3=Paul|first4=Marianne|last4=Frommer}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2140-0_3
|title=Next-Generation Bisulfite Sequencing for Targeted DNA Methylation Analysis
|last=Smith
|first=Jim
|last2=Day
|first2=Robert C.
|last3=Weeks
|first3=Robert J.
|date=2022
|editor-last=Horsfield
|editor-first=Julia
|editor2-last=Marsman
|editor2-first=Judith
|series=Chromatin: Methods and Protocols
|publisher=[[Springer]] US
|location=New York, NY
|pages=47–62
|language=en
|doi=10.1007/978-1-0716-2140-0_3
|isbn=978-1-0716-2140-0
}}</ref>

=== Бісульфітне повногеномне секвенування ===
[[Бісульфітне повногеномне секвенування]] (Whole-genome bisulfite sequencing, WGBS) — це метод бісульфітного секвенування, який може створити повну та неупереджену картину статусу метилювання в усьому геному. Це дозволяє дослідникам вивчати метилювання ДНК з роздільною здатністю однієї основи та вважається [[Золотий стандарт|золотим стандартом]] для вивчення метилювання ДНК у всьому геному.<ref>{{Cite news|title=Bismark: a flexible aligner and methylation caller for Bisulfite-Seq applications|url=https://academic.oup.com/bioinformatics/article/27/11/1571/216956|work=Bioinformatics|date=2011-06-01|accessdate=2023-06-20|issn=1367-4811|pmc=PMC3102221|pmid=21493656|doi=10.1093/bioinformatics/btr167|pages=1571–1572|volume=27|issue=11|language=en|first=Felix|last=Krueger|first2=Simon R.|last2=Andrews}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://doi.org/10.1007/978-1-4939-9865-4_10
|title=Whole-Genome Bisulfite Sequencing and Epigenetic Variation in Cereal Methylomes
|last=Kawakatsu
|first=Taiji
|date=2020
|editor-last=Vaschetto
|editor-first=Luis M.
|series=Cereal Genomics: Methods and Protocols
|publisher=Springer US
|location=New York, NY
|pages=119–128
|language=en
|doi=10.1007/978-1-4939-9865-4_10
|isbn=978-1-4939-9865-4
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Whole‐genome bisulfite sequencing analysis of circulating tumour DNA for the detection and molecular classification of cancer|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ctm2.1014|work=Clinical and Translational Medicine|date=2022-08|accessdate=2023-06-20|issn=2001-1326|pmc=PMC9398227|pmid=35998020|doi=10.1002/ctm2.1014|volume=12|issue=8|language=en|first=Yibo|last=Gao|first2=Hengqiang|last2=Zhao|first3=Ke|last3=An|first4=Zongzhi|last4=Liu|first5=Luo|last5=Hai|first6=Renda|last6=Li|first7=Yang|last7=Zhou|first8=Weipeng|last8=Zhao|first9=Yongsheng|last9=Jia}}</ref><ref>{{Cite news|title=Performance of Mapping Approaches for Whole-Genome Bisulfite Sequencing Data in Crop Plants|url=https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00176|work=Frontiers in Plant Science|date=2020|accessdate=2023-06-20|issn=1664-462X|pmc=PMC7093021|pmid=32256504|doi=10.3389/fpls.2020.00176|volume=11|first=Claudius|last=Grehl|first2=Marc|last2=Wagner|first3=Ioana|last3=Lemnian|first4=Bruno|last4=Glaser|first5=Ivo|last5=Grosse}}</ref>

=== Бісульфітне секвенування зі зниженим представленням ===
[[Бісульфітне секвенування зі зниженим представленням]] (Reduced Representation Bisulfite Sequencing, RRBS) — це техніка, яка дозволяє ефективно секвенувати сайти метилювання в геномі. Він використовує рестриктази для розрізання ДНК у певних місцях, збагачуючи ділянки з високим вмістом CpG. Обробка бісульфітом і секвенування дозволяють виявити метилювання ДНК.<ref>{{Cite news|title=Preparation of reduced representation bisulfite sequencing libraries for genome-scale DNA methylation profiling|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21412275/|work=Nature Protocols|date=2011-04|accessdate=2023-06-20|issn=1750-2799|pmid=21412275|doi=10.1038/nprot.2010.190|pages=468–481|volume=6|issue=4|first=Hongcang|last=Gu|first2=Zachary D.|last2=Smith|first3=Christoph|last3=Bock|first4=Patrick|last4=Boyle|first5=Andreas|last5=Gnirke|first6=Alexander|last6=Meissner}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://doi.org/10.1007/978-1-0716-2724-2_3
|title=Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS)
|last=Nakabayashi
|first=Kazuhiko
|last2=Yamamura
|first2=Michihiro
|last3=Haseagawa
|first3=Keita
|last4=Hata
|first4=Kenichiro
|date=2023
|editor-last=Hatada
|editor-first=Izuho
|editor2-last=Horii
|editor2-first=Takuro
|series=Epigenomics: Methods and Protocols
|publisher=Springer US
|location=New York, NY
|pages=39–51
|language=en
|doi=10.1007/978-1-0716-2724-2_3
|isbn=978-1-0716-2724-2
}}</ref>

=== Імунопреципітаційне секвенування метильованої ДНК (MeDIP-Seq) ===
MeDIP-Seq — це метод, який використовується для збагачення метильованих послідовностей ДНК. Методика використовує [[Антитіла|антитіло]] проти [[5-Метилцитозин|5-метилцитозину]] для [[Імунопреципітація|імунопреципітації]] метильованої ДНК. Потім осаджену ДНК секвенують, забезпечуючи повногеномний профіль метилювання ДНК.<ref>{{Cite news|title=Methylome analysis using MeDIP-seq with low DNA concentrations|url=https://www.nature.com/articles/nprot.2012.012|work=Nature Protocols|date=2012-04|accessdate=2023-06-20|issn=1754-2189|doi=10.1038/nprot.2012.012|pages=617–636|volume=7|issue=4|language=en|first=Oluwatosin|last=Taiwo|first2=Gareth A|last2=Wilson|first3=Tiffany|last3=Morris|first4=Stefanie|last4=Seisenberger|first5=Wolf|last5=Reik|first6=Daniel|last6=Pearce|first7=Stephan|last7=Beck|first8=Lee M|last8=Butcher}}</ref><ref>{{Cite book
|url=https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0876-0_23
|title=Genome-Wide Mapping of DNA Methylation 5mC by Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP)-Sequencing
|last=Ben Maamar
|first=Millissia
|last2=Sadler-Riggleman
|first2=Ingrid
|last3=Beck
|first3=Daniel
|last4=Skinner
|first4=Michael K.
|date=2021
|editor-last=Ruzov
|editor-first=Alexey
|editor2-last=Gering
|editor2-first=Martin
|series=DNA Modifications: Methods and Protocols
|publisher=Springer US
|location=New York, NY
|pages=301–310
|language=en
|doi=10.1007/978-1-0716-0876-0_23
|isbn=978-1-0716-0876-0
|pmc=PMC8285090
|pmid=32822040
}}</ref><ref>{{Cite news|title=Advances in measuring DNA methylation|url=https://journals.lww.com/bls/Fulltext/2022/01000/Advances_in_measuring_DNA_methylation.3.aspx|work=Blood Science|date=2022-01|accessdate=2023-06-20|issn=2543-6368|pmc=PMC8975094|pmid=35399541|doi=10.1097/BS9.0000000000000098|pages=8|volume=4|issue=1|language=en-US|first=Ruixia|last=Sun|first2=Ping|last2=Zhu}}</ref>

=== Аналіз хроматину, доступного для транспозази (ATAC-seq) ===
[[ATAC-seq]] — це техніка, яка використовується для вивчення доступності хроматину. Він використовує гіперактивну транспозазу Tn5 для вставки адаптерів секвенування в доступні ділянки хроматину. Області вставки потім можна секвенувати, забезпечуючи карту доступності хроматину, яку можна використовувати для визначення розташування потенційних регуляторних областей.<ref>{{Cite news|title=Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position|url=https://www.nature.com/articles/nmeth.2688|work=[[Nature Methods]]|date=2013-12|accessdate=2023-06-20|issn=1548-7091|pmc=PMC3959825|pmid=24097267|doi=10.1038/nmeth.2688|pages=1213–1218|volume=10|issue=12|language=en|first=Jason D|last=Buenrostro|first2=Paul G|last2=Giresi|first3=Lisa C|last3=Zaba|first4=Howard Y|last4=Chang|first5=William J|last5=Greenleaf}}</ref><ref>{{Cite web|title=ATAC-Seq Analysis of Chromatin Accessibility|url=https://www.illumina.com/techniques/popular-applications/epigenetics/atac-seq-chromatin-accessibility.html#:~:text=What%20is%20ATAC-Seq?,other%20factors%20affect%20gene%20expression.|website=www.illumina.com|accessdate=2023-06-20|language=en}}</ref><ref>{{Cite news|title=Optimized assay for transposase-accessible chromatin by sequencing (ATAC-seq) library preparation from adult Drosophila melanogaster neurons|url=https://www.nature.com/articles/s41598-022-09869-4|work=Scientific Reports|date=2022-04-11|accessdate=2023-06-20|issn=2045-2322|doi=10.1038/s41598-022-09869-4|pages=6043|volume=12|issue=1|language=en|first=Collin B.|last=Merrill|first2=Miguel A.|last2=Pabon|first3=Austin B.|last3=Montgomery|first4=Aylin R.|last4=Rodan|first5=Adrian|last5=Rothenfluh}}</ref>

=== Високопродуктивні методи, біоінформатика та мультиоміка ===
Високопродуктивні методи, такі як секвенування наступного покоління та мікроматриці, разом із передовими інструментами [[Біоінформатика|біоінформатики]] значно просунули сферу епігеноміки, дозволивши проводити епігенетичні дослідження в масштабах генома та інтегрувати епігеномні дані з іншими типами -[[-omik|омних]] даних, щоб отримати більше повне розуміння геномної функції (''див.'' [[Мультиоміка]]).<ref>{{Cite news|title=Multi-omics analyses reveal epigenomics basis for cotton somatic embryogenesis through successive regeneration acclimation process|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.12988|work=Plant Biotechnology Journal|date=2019-02|accessdate=2023-06-20|pmc=PMC6335067|pmid=29999579|doi=10.1111/pbi.12988|pages=435–450|volume=17|issue=2|language=en|first=Jianying|last=Li|first2=Maojun|last2=Wang|first3=Yajun|last3=Li|first4=Qinghua|last4=Zhang|first5=Keith|last5=Lindsey|first6=Henry|last6=Daniell|first7=Shuangxia|last7=Jin|first8=Xianlong|last8=Zhang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Multi-omics analysis of genomics, epigenomics and transcriptomics for molecular subtypes and core genes for lung adenocarcinoma|url=https://bmccancer.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12885-021-07888-4|work=BMC Cancer|date=2021-12|accessdate=2023-06-20|issn=1471-2407|pmc=PMC7942004|pmid=33750346|doi=10.1186/s12885-021-07888-4|volume=21|issue=1|language=en|first=Yue|last=Zhao|first2=Yakun|last2=Gao|first3=Xiaodong|last3=Xu|first4=Jiwu|last4=Zhou|first5=He|last5=Wang}}</ref><ref>{{Cite news|title=Integrative multi-omics analysis of genomic, epigenomic, and metabolomics data leads to new insights for Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder|url=http://medrxiv.org/lookup/doi/10.1101/2022.07.21.22277887|date=2022-07-21|accessdate=2023-06-20|doi=10.1101/2022.07.21.22277887|language=en|first=Nikki|last=Hubers|first2=Fiona A.|last2=Hagenbeek|first3=René|last3=Pool|first4=Sébastien|last4=Déjean|first5=Amy C.|last5=Harms|first6=Peter J.|last6=Roetman|first7=Catharina E. M.|last7=Van Beijsterveldt|first8=Vassilios|last8=Fanos|first9=Erik A.|last9=Ehli}}</ref>


== Див. також ==
== Див. також ==

Версія за 09:36, 20 червня 2023

Епігенóміка — це підрозділ епігенетики, що зосереджується на глобальному аналізі епігенетичних змін у всьому геному. Епігеноміка прагне дати повну картину молекулярних подій, які змінюють функціонування клітинної лінії, певної тканини або цілого організму поза генетичним рівнем — на рівні епігеному.[1][2][3][4] Епігеном впливає на експресію генів і клітинну функцію, «вмикаючи» чи «вимикаючи» певні гени, що впливає на більшість біологічних процесів, таких як розвиток, старіння й омолодження, формування пам’яті, навчання, розвиток хвороб й одужання від них тощо.[5][6][7]

У той час як геноміка відноситься до вивчення структури, функціонування, картографування та редагування геномів, епігеноміка зосереджується на розумінні загальних епігенетичних модифікацій, які відбуваються в геномі. Геномні послідовності залишаються незмінними протягом життя організму, тоді як епігеном може змінюватися в результаті факторів навколишнього середовища та способу життя.[8]

Дослідження епігеноміки має глибокі наслідки в багатьох галузях біології, включаючи біологію розвитку, фізіологію, нейронауку та патологію захворювань, зокрема онкопатологій, автоімунних та неврологічних захворювань.[9][10] Епігеноміка допомагає пояснити механізми, що стоять за різноманітними захворюваннями людини, і дає нове розуміння стратегій лікування за межами традиційних генетичних підходів.[11][12]

Вивчаючи епігеноміку, дослідники можуть краще зрозуміти, як фактори навколишнього середовища та спосіб життя впливають на експресію генів, і потенційно розробити втручання для зміни цих епігенетичних модифікацій. Оскільки розуміння цих процесів зростає, стає все більш очевидним, що галузь епігеноміки відіграватиме вирішальну роль у майбутніх терапевтичних стратегіях та персоналізованій медицині.[13][14][15]

Історія

Історія епігеноміки сягає корінням у відкриття метилювання ДНК і модифікацій гістонів. Про метилювання ДНК вперше було повідомлено в 1940-х і 50-х роках Ролліном Хочкіссом у ДНК Escherichia coli.[16] Пізніше ацетилювання гістонів було відкрито в 1960-х роках Вінсентом Алфрі та його колегами як форму модифікації гістонів, яка може регулювати транскрипцію.[17] Відтоді ця галузь стрімко розвивалася, особливо в останні десятиліття з розвитком високопродуктивних технологій секвенування.

Молекулярні основи

Метилювання ДНК

Метилювання ДНК — це біохімічний процес, який включає додавання метильної групи до молекули ДНК, як правило, до цитозину або аденіну. Метилювання ДНК може змінити активність сегмента ДНК без зміни його послідовності. Коли метилювання ДНК відбувається в промоторі гена, це, зазвичай, пригнічує транскрипцію гена, фактично «вимикаючи» ген.[18][19]

Модифікація гістонів

Гістони — це білки, навколо яких накручується ДНК, що дозволяє їй поміститися в ядрі клітини. Гістони можуть бути хімічно модифіковані додаванням або видаленням різних типів функціональних груп, включаючи ацетильні, метильні та фосфатні групи. Ці модифікації можуть впливати на експресію генів, роблячи ДНК більш або менш доступною для механізму транскрипції.[20][21]

Ремоделювання хроматину

Ремоделювання хроматину — це процес, який передбачає динамічну модифікацію архітектури хроматину, щоб забезпечити доступ конденсованої геномної ДНК до білків регуляторної транскрипції, і таким чином контролювати експресію генів. На зміни в структурі хроматину впливає хімічна модифікація білків гістонів і метилювання ДНК.[22]

Некодуючі РНК та їх роль

Некодуючі РНК (нкРНК) — це функціональні молекули РНК, які транскрибуються з ДНК, але не транслюються в білки. Найвідомішими прикладами нкРНК є транспортні РНК (тРНК) і рибосомні РНК (рРНК), але останнім часом було виявлено, що інші нкРНК, такі як мікроРНК, довгі некодуючі РНК і кільцеві РНК, які також відіграють важливу роль у регуляції генів, включаючи епігенетичну регуляцію. Вони залучені до різноманітних біологічних процесів, включаючи імпринтинг, дозову компенсацію та модуляцію структури хроматину.[23]

Методи та інструменти

Секвенування імунопреципітацією хроматину (ChIP)

Секвенування ChIP (ChIP-seq) — це метод, який використовується для аналізу взаємодії білка з ДНК. Він поєднує в собі імунопреципітацію хроматину (ChIP) із масивним паралельним секвенуванням ДНК для ідентифікації сайтів зв’язування ДНК-асоційованих білків. Його можливо використовувати для точного відображення глобальних сайтів зв’язування для будь-якого цікавлячого білка. Цей метод широко використовується в епігеноміці для ідентифікації місць модифікацій гістонів.[24]

Бісульфітне секвенування

Бісульфітне секвенування — це техніка, яка використовується для визначення патерну метилювання ДНК. Бісульфіт натрію (Натрій гідросульфіт) перетворює неметильовані цитозини в урацил, тоді як метильовані цитозини протистоять перетворенню. Подальша ПЛР і секвенування дозволяють ідентифікувати неперетворені (метильовані) залишки і таким чином надати детальну карту метилювання ДНК.[25][26]

Бісульфітне повногеномне секвенування

Бісульфітне повногеномне секвенування (Whole-genome bisulfite sequencing, WGBS) — це метод бісульфітного секвенування, який може створити повну та неупереджену картину статусу метилювання в усьому геному. Це дозволяє дослідникам вивчати метилювання ДНК з роздільною здатністю однієї основи та вважається золотим стандартом для вивчення метилювання ДНК у всьому геному.[27][28][29][30]

Бісульфітне секвенування зі зниженим представленням

Бісульфітне секвенування зі зниженим представленням (Reduced Representation Bisulfite Sequencing, RRBS) — це техніка, яка дозволяє ефективно секвенувати сайти метилювання в геномі. Він використовує рестриктази для розрізання ДНК у певних місцях, збагачуючи ділянки з високим вмістом CpG. Обробка бісульфітом і секвенування дозволяють виявити метилювання ДНК.[31][32]

Імунопреципітаційне секвенування метильованої ДНК (MeDIP-Seq)

MeDIP-Seq — це метод, який використовується для збагачення метильованих послідовностей ДНК. Методика використовує антитіло проти 5-метилцитозину для імунопреципітації метильованої ДНК. Потім осаджену ДНК секвенують, забезпечуючи повногеномний профіль метилювання ДНК.[33][34][35]

Аналіз хроматину, доступного для транспозази (ATAC-seq)

ATAC-seq — це техніка, яка використовується для вивчення доступності хроматину. Він використовує гіперактивну транспозазу Tn5 для вставки адаптерів секвенування в доступні ділянки хроматину. Області вставки потім можна секвенувати, забезпечуючи карту доступності хроматину, яку можна використовувати для визначення розташування потенційних регуляторних областей.[36][37][38]

Високопродуктивні методи, біоінформатика та мультиоміка

Високопродуктивні методи, такі як секвенування наступного покоління та мікроматриці, разом із передовими інструментами біоінформатики значно просунули сферу епігеноміки, дозволивши проводити епігенетичні дослідження в масштабах генома та інтегрувати епігеномні дані з іншими типами -омних даних, щоб отримати більше повне розуміння геномної функції (див. Мультиоміка).[39][40][41]

Див. також

Додаткова література

Книги

Журнали

Статті

Примітки

  1. ↑ Fazzari, Melissa J.; Greally, John M. (2010). Bang, Heejung; Zhou, Xi Kathy; van Epps, Heather L.; Mazumdar, Madhu (ред.). Introduction to Epigenomics and Epigenome-Wide Analysis. Statistical Methods in Molecular Biology (англ.). Totowa, NJ: Humana Press. с. 243—265. doi:10.1007/978-1-60761-580-4_7. ISBN 978-1-60761-580-4.
  2. ↑ Appasani, Krishnarao (2012). Epigenomics, from chromatin biology to therapeutics. Cambridge (GB): Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-00382-8.
  3. ↑ Hatada, Izuh; Horii, Takuro, ред. (2023). Epigenomics: methods and protocols. Methods in molecular biology. New York, NY: Humana Press, Springer. ISBN 978-1-0716-2723-5.
  4. ↑ Wang, Kevin C.; Chang, Howard Y. (27 квітня 2018). Epigenomics: Technologies and Applications. Circulation Research (англ.). Т. 122, № 9. с. 1191—1199. doi:10.1161/CIRCRESAHA.118.310998. ISSN 0009-7330. PMC 5929475. PMID 29700067. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  5. ↑ Berger, Shelley L.; Kouzarides, Tony; Shiekhattar, Ramin; Shilatifard, Ali (1 квітня 2009). An operational definition of epigenetics: Figure 1. Genes & Development (англ.). Т. 23, № 7. с. 781—783. doi:10.1101/gad.1787609. ISSN 0890-9369. PMC 3959995. PMID 19339683. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  6. ↑ Jirtle, Randy L.; Skinner, Michael K. (2007-04). Environmental epigenomics and disease susceptibility. Nature Reviews Genetics (англ.). Т. 8, № 4. с. 253—262. doi:10.1038/nrg2045. ISSN 1471-0056. PMC 5940010. PMID 17363974. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  7. ↑ Mishra, Udit Nandan; Jena, Diptimayee; Sahu, Chandrasekhar; Devi, Rajni; Kumar, Ravinder; Jena, Rupak; Irondi, Emmanuel Anyachukwu; Rout, Sandeep; Tiwari, Rahul Kumar (2022-12). Nutrigenomics: An inimitable interaction amid genomics, nutrition and health. Innovative Food Science & Emerging Technologies. Т. 82. с. 103196. doi:10.1016/j.ifset.2022.103196. ISSN 1466-8564. Процитовано 11 червня 2023.
  8. ↑ Mazzio, Elizabeth A.; Soliman, Karam F.A. (2012-02). Basic concepts of epigenetics: Impact of environmental signals on gene expression. Epigenetics (англ.). Т. 7, № 2. с. 119—130. doi:10.4161/epi.7.2.18764. ISSN 1559-2294. PMC 3335905. PMID 22395460. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  9. ↑ Ho, Lena; Crabtree, Gerald R. (2010-01). Chromatin remodelling during development. Nature (англ.). Т. 463, № 7280. с. 474—484. doi:10.1038/nature08911. ISSN 0028-0836. PMC 3060774. PMID 20110991. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  10. ↑ Feinberg, Andrew P. (5 квітня 2018). Longo, Dan L. (ред.). The Key Role of Epigenetics in Human Disease Prevention and Mitigation. New England Journal of Medicine (англ.). Т. 378, № 14. с. 1323—1334. doi:10.1056/NEJMra1402513. ISSN 0028-4793. Процитовано 20 червня 2023.
  11. ↑ Dawson, Mark A.; Kouzarides, Tony (2012-07). Cancer Epigenetics: From Mechanism to Therapy. Cell (англ.). Т. 150, № 1. с. 12—27. doi:10.1016/j.cell.2012.06.013. Процитовано 20 червня 2023.
  12. ↑ Feinberg, Andrew P. (19 березня 2008). Epigenetics at the Epicenter of Modern Medicine. JAMA (англ.). Т. 299, № 11. с. 1345. doi:10.1001/jama.299.11.1345. ISSN 0098-7484. Процитовано 20 червня 2023.
  13. ↑ Bannister, Andrew J; Kouzarides, Tony (2011-03). Regulation of chromatin by histone modifications. Cell Research (англ.). Т. 21, № 3. с. 381—395. doi:10.1038/cr.2011.22. ISSN 1001-0602. PMC 3193420. PMID 21321607. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  14. ↑ Kronfol, Mohamad M.; Dozmorov, Mikhail G.; Huang, Rong; Slattum, Patricia W.; McClay, Joseph L. (2 січня 2017). The role of epigenomics in personalized medicine. Expert Review of Precision Medicine and Drug Development (англ.). Т. 2, № 1. с. 33—45. doi:10.1080/23808993.2017.1284557. ISSN 2380-8993. PMC 5737812. PMID 29276780. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  15. ↑ Moran, Sebastián; Martinez-Cardús, Anna; Boussios, Stergios; Esteller, Manel (2017-11). Precision medicine based on epigenomics: the paradigm of carcinoma of unknown primary. Nature Reviews Clinical Oncology (англ.). Т. 14, № 11. с. 682—694. doi:10.1038/nrclinonc.2017.97. ISSN 1759-4782. Процитовано 20 червня 2023.
  16. ↑ Hotchkiss, R. D. (1948-08). The quantitative separation of purines, pyrimidines, and nucleosides by paper chromatography. The Journal of Biological Chemistry. Т. 175, № 1. с. 315—332. ISSN 0021-9258. PMID 18873306. Процитовано 20 червня 2023.
  17. ↑ Allfrey, V. G.; Faulkner, R.; Mirsky, A. E. (1964-05). ACETYLATION AND METHYLATION OF HISTONES AND THEIR POSSIBLE ROLE IN THE REGULATION OF RNA SYNTHESIS. Proceedings of the National Academy of Sciences (англ.). Т. 51, № 5. с. 786—794. doi:10.1073/pnas.51.5.786. ISSN 0027-8424. PMC 300163. PMID 14172992. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  18. ↑ Bird, Adrian (1 січня 2002). DNA methylation patterns and epigenetic memory. Genes & Development (англ.). Т. 16, № 1. с. 6—21. doi:10.1101/gad.947102. ISSN 0890-9369. Процитовано 20 червня 2023.
  19. ↑ Jones, Peter A. (2012-07). Functions of DNA methylation: islands, start sites, gene bodies and beyond. Nature Reviews Genetics (англ.). Т. 13, № 7. с. 484—492. doi:10.1038/nrg3230. ISSN 1471-0056. Процитовано 20 червня 2023.
  20. ↑ Bannister, Andrew J; Kouzarides, Tony (2011-03). Regulation of chromatin by histone modifications. Cell Research (англ.). Т. 21, № 3. с. 381—395. doi:10.1038/cr.2011.22. ISSN 1001-0602. PMC 3193420. PMID 21321607. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  21. ↑ Lawrence, Moyra; Daujat, Sylvain; Schneider, Robert (2016-01). Lateral Thinking: How Histone Modifications Regulate Gene Expression. Trends in Genetics (англ.). Т. 32, № 1. с. 42—56. doi:10.1016/j.tig.2015.10.007. Процитовано 20 червня 2023.
  22. ↑ Narlikar, Geeta J.; Sundaramoorthy, Ramasubramanian; Owen-Hughes, Tom (2013-08). Mechanisms and Functions of ATP-Dependent Chromatin-Remodeling Enzymes. Cell (англ.). Т. 154, № 3. с. 490—503. doi:10.1016/j.cell.2013.07.011. PMC 3781322. PMID 23911317. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  23. ↑ Rinn, John L.; Chang, Howard Y. (7 липня 2012). Genome Regulation by Long Noncoding RNAs. Annual Review of Biochemistry (англ.). Т. 81, № 1. с. 145—166. doi:10.1146/annurev-biochem-051410-092902. ISSN 0066-4154. PMC 3858397. PMID 22663078. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  24. ↑ Park, Peter J. (2009-10). ChIP–seq: advantages and challenges of a maturing technology. Nature Reviews Genetics (англ.). Т. 10, № 10. с. 669—680. doi:10.1038/nrg2641. ISSN 1471-0056. PMC 3191340. PMID 19736561. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  25. ↑ Susan, J.CIark; Harrison, Janet; Paul, Cheryl L.; Frommer, Marianne (1994). High sensitivity mapping of methylated cytosines. Nucleic Acids Research (англ.). Т. 22, № 15. с. 2990—2997. doi:10.1093/nar/22.15.2990. ISSN 0305-1048. PMC 310266. PMID 8065911. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  26. ↑ Smith, Jim; Day, Robert C.; Weeks, Robert J. (2022). Horsfield, Julia; Marsman, Judith (ред.). Next-Generation Bisulfite Sequencing for Targeted DNA Methylation Analysis. Chromatin: Methods and Protocols (англ.). New York, NY: Springer US. с. 47—62. doi:10.1007/978-1-0716-2140-0_3. ISBN 978-1-0716-2140-0.
  27. ↑ Krueger, Felix; Andrews, Simon R. (1 червня 2011). Bismark: a flexible aligner and methylation caller for Bisulfite-Seq applications. Bioinformatics (англ.). Т. 27, № 11. с. 1571—1572. doi:10.1093/bioinformatics/btr167. ISSN 1367-4811. PMC 3102221. PMID 21493656. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  28. ↑ Kawakatsu, Taiji (2020). Vaschetto, Luis M. (ред.). Whole-Genome Bisulfite Sequencing and Epigenetic Variation in Cereal Methylomes. Cereal Genomics: Methods and Protocols (англ.). New York, NY: Springer US. с. 119—128. doi:10.1007/978-1-4939-9865-4_10. ISBN 978-1-4939-9865-4.
  29. ↑ Gao, Yibo; Zhao, Hengqiang; An, Ke; Liu, Zongzhi; Hai, Luo; Li, Renda; Zhou, Yang; Zhao, Weipeng; Jia, Yongsheng (2022-08). Whole‐genome bisulfite sequencing analysis of circulating tumour DNA for the detection and molecular classification of cancer. Clinical and Translational Medicine (англ.). Т. 12, № 8. doi:10.1002/ctm2.1014. ISSN 2001-1326. PMC 9398227. PMID 35998020. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  30. ↑ Grehl, Claudius; Wagner, Marc; Lemnian, Ioana; Glaser, Bruno; Grosse, Ivo (2020). Performance of Mapping Approaches for Whole-Genome Bisulfite Sequencing Data in Crop Plants. Frontiers in Plant Science. Т. 11. doi:10.3389/fpls.2020.00176. ISSN 1664-462X. PMC 7093021. PMID 32256504. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  31. ↑ Gu, Hongcang; Smith, Zachary D.; Bock, Christoph; Boyle, Patrick; Gnirke, Andreas; Meissner, Alexander (2011-04). Preparation of reduced representation bisulfite sequencing libraries for genome-scale DNA methylation profiling. Nature Protocols. Т. 6, № 4. с. 468—481. doi:10.1038/nprot.2010.190. ISSN 1750-2799. PMID 21412275. Процитовано 20 червня 2023.
  32. ↑ Nakabayashi, Kazuhiko; Yamamura, Michihiro; Haseagawa, Keita; Hata, Kenichiro (2023). Hatada, Izuho; Horii, Takuro (ред.). Reduced Representation Bisulfite Sequencing (RRBS). Epigenomics: Methods and Protocols (англ.). New York, NY: Springer US. с. 39—51. doi:10.1007/978-1-0716-2724-2_3. ISBN 978-1-0716-2724-2.
  33. ↑ Taiwo, Oluwatosin; Wilson, Gareth A; Morris, Tiffany; Seisenberger, Stefanie; Reik, Wolf; Pearce, Daniel; Beck, Stephan; Butcher, Lee M (2012-04). Methylome analysis using MeDIP-seq with low DNA concentrations. Nature Protocols (англ.). Т. 7, № 4. с. 617—636. doi:10.1038/nprot.2012.012. ISSN 1754-2189. Процитовано 20 червня 2023.
  34. ↑ Ben Maamar, Millissia; Sadler-Riggleman, Ingrid; Beck, Daniel; Skinner, Michael K. (2021). Ruzov, Alexey; Gering, Martin (ред.). Genome-Wide Mapping of DNA Methylation 5mC by Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP)-Sequencing. DNA Modifications: Methods and Protocols (англ.). New York, NY: Springer US. с. 301—310. doi:10.1007/978-1-0716-0876-0_23. ISBN 978-1-0716-0876-0. PMC 8285090. PMID 32822040.{{cite book}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  35. ↑ Sun, Ruixia; Zhu, Ping (2022-01). Advances in measuring DNA methylation. Blood Science (амер.). Т. 4, № 1. с. 8. doi:10.1097/BS9.0000000000000098. ISSN 2543-6368. PMC 8975094. PMID 35399541. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  36. ↑ Buenrostro, Jason D; Giresi, Paul G; Zaba, Lisa C; Chang, Howard Y; Greenleaf, William J (2013-12). Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position. Nature Methods (англ.). Т. 10, № 12. с. 1213—1218. doi:10.1038/nmeth.2688. ISSN 1548-7091. PMC 3959825. PMID 24097267. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  37. ↑ ATAC-Seq Analysis of Chromatin Accessibility. www.illumina.com (англ.). Процитовано 20 червня 2023.
  38. ↑ Merrill, Collin B.; Pabon, Miguel A.; Montgomery, Austin B.; Rodan, Aylin R.; Rothenfluh, Adrian (11 квітня 2022). Optimized assay for transposase-accessible chromatin by sequencing (ATAC-seq) library preparation from adult Drosophila melanogaster neurons. Scientific Reports (англ.). Т. 12, № 1. с. 6043. doi:10.1038/s41598-022-09869-4. ISSN 2045-2322. Процитовано 20 червня 2023.
  39. ↑ Li, Jianying; Wang, Maojun; Li, Yajun; Zhang, Qinghua; Lindsey, Keith; Daniell, Henry; Jin, Shuangxia; Zhang, Xianlong (2019-02). Multi-omics analyses reveal epigenomics basis for cotton somatic embryogenesis through successive regeneration acclimation process. Plant Biotechnology Journal (англ.). Т. 17, № 2. с. 435—450. doi:10.1111/pbi.12988. PMC 6335067. PMID 29999579. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  40. ↑ Zhao, Yue; Gao, Yakun; Xu, Xiaodong; Zhou, Jiwu; Wang, He (2021-12). Multi-omics analysis of genomics, epigenomics and transcriptomics for molecular subtypes and core genes for lung adenocarcinoma. BMC Cancer (англ.). Т. 21, № 1. doi:10.1186/s12885-021-07888-4. ISSN 1471-2407. PMC 7942004. PMID 33750346. Процитовано 20 червня 2023.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання) Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  41. ↑ Hubers, Nikki; Hagenbeek, Fiona A.; Pool, René; Déjean, Sébastien; Harms, Amy C.; Roetman, Peter J.; Van Beijsterveldt, Catharina E. M.; Fanos, Vassilios; Ehli, Erik A. (21 липня 2022). Integrative multi-omics analysis of genomic, epigenomic, and metabolomics data leads to new insights for Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (англ.). doi:10.1101/2022.07.21.22277887. Процитовано 20 червня 2023.
Галузі
Біомедицина
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Епігеноміка&oldid=39749374