表观遗传学与精神分裂症
表观遗传学与精神分裂症
摘要：
精神分裂症患者大脑皮层和其他脑区的功能紊乱往往伴随着许多基因表达的失调。然而，潜在的遗传风险结构大部分情况下仍旧不清楚。因此，基因表达的表观调节包括DNA 和组蛋白的共价修饰，为进一步探索精神分裂症的分子病理提供了一个有力的选择且超越RNA定量的水平。有文献已经表明精神分裂症病人死后尸检大脑中特异基因和启动子的DNA胞嘧啶甲基化和组蛋蛋白白乙酰化的改变，且往往与相应的RNA的水平有关。有趣的是，在整个生命周期的研究表明，DNA和组蛋白甲基化标记在人类大脑皮层中发育调节，这表明至少在成年精神分裂症受试者大脑中表观遗传的改变反映了神经发育障碍。
引言
精神分裂症是一种复杂的疾病，在同卵双生子和非孟德尔遗传模式中其一致率超过70%【1】。虽然拷贝数变异、微缺失和相关基因多态性等精神分裂症的遗传危险因子正在增加，但相对大多数受累个体仍缺乏直接的遗传因子【2】。疾病模型的提出赋予精神分裂症病因学“后生”的因素的重要作用【3】。表观遗传学涉及到的表型和机制是不涉及DNA 序列变化的基因的表达和功能的改变。进来，“表观遗传”应用更广泛，至少在神经科学和转化医学方面，在染色体结构和功能划分甚至有丝分裂后的细胞包括神经元经常提及“表观遗传”。【4,5】。
理解大脑组织染色体分子结构对于未界定细胞病理学的疾病如精神分裂症非常重要，这些疾病常与编码大量转录本的RNA量的改变有关，转录本涉及到神经递质的抑制或兴奋、髓鞘生成和新陈代谢等【6,7】。因为在精神分裂症患者尸检中涉及到DNA启动子CpG 岛二核苷酸的甲基化和大范围的转录后组蛋白的修饰，这都与相应的RNA的量有关【8—10】。典型的假说就是DNA启动子甲基化和乙酰化修饰改变是一个潜在的基因的表达活性变化的指标，相应的导致RNA水平量的变化。从这个观点来看，染色质分析和表观遗传标记的研究将会是一个很受欢迎的检验大脑常用的方法，特别是与传统的mRNA定量和蛋白质等方法的比较，这种方法能够揭示大脑发育和随着年龄而发生的一些神经精神病学包括精神分裂症的一些基因表达的内在机制【6,7】。
精神分裂症患者大脑中DNA甲基化
在脊椎动物中，有注释的基因序列中CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化和基因的表达活性联系并不紧密。但是，在调控序列附近的转录起始位点和临近的启动子，DNA甲基化常间接的反应了转录抑制【11,12】。迄今为止，大多研究精神分裂症患者尸检DNA甲基化的改变集中在大脑皮层，主要是前额区域。一些开创性研究报道了精神分裂症患者涉及皮层功能紊乱一些调节基因及启动子序列CpG超或低甲基化的异常程度，包括REELIN【9】，COMT【13】和SOX10【14】。这些疾病相关基因低（超）甲基化的改变与相应的RNA的
量的增加(减少）有关，因此，需要反复探求转录起始位点CpG位点的预期功能。另一方面，为以后更深的探讨，至少REELIN和COMT基因，疾病相关的甲基化改变在单独的研究中未能重复【15,16】。
最近，Petronis的团队第一次全面报道了额叶DNA甲基化研究，样本量较大，精神分裂症、两相情感障碍和正常对照各35位，使用微阵列技术，在富含CpG序列的几乎8000个已注释的基因的5`端和启动子区。这项研究发现大约100个位点在精神分裂症和两相情感障碍组DNA甲基化改变有性别特异性改变，涵盖了包括谷氨酸和GABAergic神经递质和神经发育大范围功能基因【15】。位点的数量可以显示，与对照组相比，超甲基化和低甲基化大致相等，这使得精神分裂症朝着大脑中增加或减少DNA甲基化与广义的漂变相联系变得不太可能。早期一篇研究精神分裂症颞叶皮层的报道也得出了相似的结论，在检验的50个基因没有统计学意义上DNA甲基化差异【17】。值得注意的是，对于每个得出DNA甲基化阳性结果的研究，与对照组相比，疾病相关的改变总体都是微小的。例如，在Mill的研究中，疾病相关的DNA甲基化水平即使是最显著的基因（WDR18）也只有17%和25%【15】。即使是单拷贝基因，为推断DNA甲基化的程度，从受累个体的组织匀浆到细胞核的数量，到目前证据支持这样的观点：精神分裂症许多DNA甲基化的改变可能仅涉及到大脑皮层一小部分细胞。
此外，精神分裂症DNA甲基化有性别特异性这就要求要增加后续的研究。性激素可能有一定作用，一个简单的例子雌激素调节信号通路与染色质的表观遗传调控有关，包括DNA和组蛋白甲基化【18，19】。
组蛋白修饰
组蛋白存在真核生物染色质中，核心组蛋白（H2A、H2B、H3、H4）各两个组成组蛋白八聚体，外围有146bp基因组DNA盘绕，核小体为染色质的基本单位。连接组蛋白H1连接两个核小体。组蛋白有特异的转录后修饰，特别是核心组蛋白的N末端的修饰，如赖氨酸的乙酰化和甲基化，精氨酸甲基化，丝氨酸磷酸化和一些赖氨酸残基泛素化等。其中几种修饰受转录活性的调节或设计基因表达的表观调控【20】。例如，赖氨酸乙酰化界定实际或潜在的基因表达位点，而一般的小分子调节剂SUMO通常与转录抑制有关【21】。目前为止，只有很少的关于精神分裂症大脑皮层组蛋白修饰的信息。一项研究表明，在少量个体的精神分裂症团体中量化的前额皮层染色质组蛋白修饰增加了组蛋白H3精氨酸17残基的甲基化，这预示着基因表达代谢的严重缺失【22】。因为H3-甲基-R17标记主要在神经元细胞核中表达【22】，可以推测在某些类型如神经元或者其他细胞的染色质修饰，精神分裂症患大都是受广义变化的影响。这个假设受到了其他更深层报道的支持，在精神分裂症患者外周血淋巴细胞中组蛋白乙酰化程度改变了【23,24】。然而，仍需要探讨这些染色质修饰的普遍改变如何与精神病的神经病理学相联系的。
通过染色质免疫沉淀反应（CHIP）可以检测到特异基因组位点的组蛋白修饰，该技术
能应用于尸体大脑组织的检测。疾病相关基因组蛋白乙酰化或甲基化的改变在神经精神病学包括共济失调都有报导【25】。但在精神分裂症中组蛋白乙酰化或甲基化的研究报导很少，对于乙酰化而言，偏向赖氨酸的甲基化研究，是因为这很少受到组织自溶或尸检等的影响。研究赖氨酸甲基化也非常有利，因为这是染色质结构和功能包括基因的表达的一种关键的修饰，即被修饰的赖氨酸残基特异位点甚至是修饰的甲基数量都反应了独特的染色质状态来区分转录活性、沉默或抑制位点【26】。如RNA聚合酶复合物生成的编码和非编码序列通常被转录起始位点附近的核小体H3K4三甲基化的尖峰所界定，且沿转录区域三甲基H3K36，二甲基H3K79的分布更广泛【27-29】。相反，单甲基H3K4界定了转录起始位点远距离的增强子序列【30】。此外，三甲基H3K9、H3K27和H4K20与染色质抑制有关，至少在人类细胞中单甲基H3K9和H4K20与基因表达相关联【31】。有研究发现，区分活性或抑制染色质的两个标记三甲基H3K4和H3K27在精神分裂症患者大脑皮层中三甲基H3K4向H3K27转化，与之附近的编码67KD谷氨酸脱羧酶的基因GAD1活性也有所改变，GAD67RNA量有所减少【32】。事实上，精神分裂症患者GAD1基因中甲基化的H3K4向甲基化的H3K27转变是伴随着GAD67RNA的减少。而且，患者前额染色质GAD1的改变受到GAD1基因5`末端SNP的影响，先前报导中5`末端SNP与儿童期发病的精神分裂症和其他疾病的遗传风险有关，它加速了灰质减少【33-35】。然而潜在的分子机制仍需探索，但这些发现提供了遗传和表观遗传因子相互作用有助于基因表达的失调而导致大脑皮层功能障碍和精神病。
细胞特异性表观遗传标记
至今为止，大多试验设计检测和量化DNA甲基化和组蛋白乙酰化要求103-108个细胞核的样本，研究中缺少细胞就造成了一个挑战，这是因为大脑组织是由不同种类细胞构成的极其复杂的不均匀的混合物。许多探求精神分裂症基因表达异常的表观遗传的研究利用组织匀浆分析DNA和组蛋白修饰，而感兴趣的基因常只在一些神经或其它细胞的亚群中表达【36】。一些变化如精神分裂症患者大脑皮层I成次REELIN启动子DNA超甲基化或GAD1启动子三甲基H3K4向三甲基H3K27的转变可能表明抑制性中间神经元的表观遗传缺陷【10】。有一个引人的假设实验能够潜在解释相应的REELIN和GAD1RNAs的减少【37】。这个假设需要技术的进一步发展以便用来更确凿的测试如直接从尸体组织中高效的整理GABAergic神经元染色质。现在已取得了一些进展，例如，在一天时间内已可以净化、免疫（用抗神经膜抗体）和从尸体不足1g大脑皮层中有效的保存107-108神经元和非神经元细胞，从而能使神经元和非神经细胞染色质单独处理【38,39】，原理上这些方法也适用于挑选神经元亚型和其他细胞类型。
精神分裂症的神经生物学启示
如上所述，研究精神分裂症尸体大脑中已确定的启动子序列的DNA和组蛋白修饰已
非常引人注目，因为这个途径可能发掘在这种疾病中基因表达失调的表观遗传机制。然而，目前仍有一个疑问就是上面提到的疾病相关的启动子DNA和组蛋白甲基化改变是否的确反映了基因表达调节的长期和持续缺陷。特别是前额皮层GAD1染色质组蛋白甲基化改变的这篇报导【10】，也是从神经发育的观点开始感兴趣的。有证据表明，在从胎儿到幼年再到成年期间大脑皮层GABAergic基因启动子H3K4甲基化程度逐步上调了【10】。在生命的第一个二十年中这种染色质调控的扩展过程是于RAN水平上类似增加平行的【10】。这些研究结果意味着参与精神分裂症患者额叶功能障碍的染色质重塑和转录机制在正常的发展过程中起着重要的作用。不管是否精神分裂症中GAD1染色质的改变的确反映了神经发育紊乱或者是以后生命中神经病理发生的一种类型，这都需要今后的研究来确定。
从更广的角度来看，证据已表明在产前的后期到产后的前期大脑的发育表观遗传标记已被高度的调节。例如，在整个生命周期中人类额叶皮层当有50个基因启动子甲基化改变被发现，超过一半的基因表明年龄相关的甲基化变化，特别是在胎儿期和儿童期向后来发展的阶段尤为突出【19】。同样，小脑皮质的成熟与谷氨酸受体基因染色质组蛋白甲基化变化有关【40】。在以后的研究中，为了找出这些大脑发育变化是否代表基因组的很大一部分和与精神分裂症相关的风险位点和基因是否显示年龄相关的变化，在正常的人的大脑发育过程中全面的，基因组范围内的表观遗传标记图谱将是必须的。鉴于在童年时期所受的逆境和基因表达的表观遗传失调与成年精神病理学有关【41,42】，靠神经发育方式推动我们当前对精神分裂症相关大脑染色质的变化的理解将不再可能。
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西南大学[1194]《生活中的DNA科学》答案
1、下面哪种酶是在重组DNA技术中不常用到的酶（） 1.限制性核酸内切酶 2.DNA聚合酶 3.DNA连接酶 4.DNA解链酶 2、长期接触X射线的人群，后代遗传病发病率明显升高，主要原因是该人群生 殖细胞发生（） 1.基因重组 2.基因突变 3.基因互换 4.基因分离 3、朊病毒的主要组成成分是：( ) 1.RNA 2.蛋白质 3.多糖 4.DNA 4、Western blot是（） 1.检测DNA的方法 2.检测RNA的方法 3.检测蛋白的方法 4.检测酶的方法 5、针对耐药菌日益增多的情况,利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究 备受关注。下列有关噬菌体的叙述,正确的是（） 1.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 2.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 3.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成,使该细菌死亡 4.能在宿主菌内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解 6、在真核细胞中肽链合成的终止原因是( ) 1.已达到mRNA分子的尽头 2.具有特异的tRNA识别终止密码子 3.终止密码子本身具有酯酶作用，可水解肽酰与tRNA之是的酯键 4.终止密码子被终止因子(RF)所识别 7、tRNA的作用是( ) 1.将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 2.把氨基酸带到mRNA位置上
3.将mRNA接到核糖体上 4.增加氨基酸的有效浓度 8、“转基因动物”是指( ) 1.含有可利用基因的动物 2.基因组中插入外源基因的动物 3.本身具有抗体蛋白类的动物 4.能表达基因信息的动物 9、a和b是不同顺反子的突变，基因型ab/++和a+/+b的表型分别为（） 1.野生型和野生型 2.野生型和突变型 3.突变型和野生型 4.突变型和突变型 10、法医DNA科学涉及的学科有（） 1.分子遗传学 2.生物化学 3.生物统计学 4.以上都是 11、下列哪种碱基不属于DNA/RNA的碱基（） 1.腺嘌呤 2.鸟嘌呤 3.次黄嘌呤 4.胸腺嘧啶 12、下列哪项不是法医DNA分析技术的衍生技术（） 1.RT-PCR 2.SSP - PCR 3.PCR - SSOP 4.MVR – PCR 13、下列哪项不属于现在主要开发研究的微型化DNA分析仪器（） 1.微芯片毛细管电泳装置 2.微型热循环仪 3.杂交阵列 4.流式细胞仪 14、不属于质粒被选为基因运载体的理由是（） 1.能复制
表观遗传学与疾病
表观遗传学与疾病及其研究进展概述 摘要：表观遗传学是在基因组DNA 序列不发生变化的条件下，基因表达发生的改变也是可以遗传的，导致可遗传的表现型变化。表观遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控、基因组印记、假基因、内含子、核糖开关等。和表观遗传学相关的疾病主要有肿瘤、心血管病、成瘾、自身免疫系统性病等。本文就表观遗传学与疾病进行综述。 关键词：表观遗传学疾病 一、表观遗传学的基本概念 经典遗传学认为遗传的分子基础是核酸，生命的遗传信息储存在核算的碱基序列上，碱基序列的改变会引起生物体表现型的改变，而这种改变可以从上一代传递到下一代。然而，随着遗传学的发展，人们发现，DNN、组蛋白、染色体水平的修饰也会造成基因表达模式的变化，并且这种改变是可以遗传的。这种通过有丝分裂或减数分裂来传递非DNA序列遗传信息的现象成为表观遗传，表观遗传学是研究不涉及DNA序列改变的基因表达和调控的可遗传修饰，即探索从基因演绎为表型的过程和机制的一门学科[1]。Epigenetics这一名词的中文译法有多种，常见的有“表观遗传学”、“表现遗传学”、“后生遗传学”、“外因遗传学”、“表遗传学”、“外区遗传学”等等。表观遗传学是Waddington于1942年在描述生物体的基因型与表型之间的因果关系时提出的，他指出基因型的遗传(heredity)或传承(inheritance)是遗传学研究的主旨，而基因型产生表型的过程则属于表观遗传学研究的范畴，他把表观遗传学描述为一个控制从基因型到表现型的机制。随着遗传学的快速发展，这个词的意思越来越窄[ 2]。1987年，Holliday指出可在两个层面上研究高等生物的基因属性：第一个层面是基因的世代间传递的规律，这是遗传学；第二个层面是生物从受精卵到成体的发育过程中基因活性变化的模式，这是表观遗传学。1994年，Holliday又指出基因表达活性的变化不仅发生在发育过程中，而且也发生在生物体已分化的细胞中；基因表达的某种变化可通过有丝分裂的细胞遗传下去，他进一步指出表观遗传学研究的是“上代向下代传递的信息，而不是DNA序列本身”，是一种“不以DNA序列的改变为基础的细胞核遗传”。1999年，Wollfe把表观遗传学定义为研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达的改变。 表观遗传学 (epigenetics) 与遗传学是一个对应的关系，是研究表观遗传变异的遗传学分支的学科。它现在有很多新的定义，在非神经学中它的定义是不依赖于染色体上DNA序列的改变却能稳定遗传的表型变化。在Allis et al最近的一本书中可以找到两种定义，一个是：表观遗传是和DNA突变无关的可遗传的表型变化；另一个定义是：染色质调节的基因转录水平的变化，这种变化不涉及DNA序列的改变[ 3]。从1989到2008年期间和表观遗传相关的著作将近6000多本，不论人们怎样定义表观遗传学，它始终在研究中占有重要地位，The National Institutes of Health 把表观遗传学描述为：在控制基因的活性和表达方面和遗传的变化相关，是一个细胞转录水平长期、稳定的改变因素，但并不一定是必须的遗传因素。本文就针对表观遗传学的内容以及与其相关的疾病进行综述。
精神分裂症
第七章精神分裂症及其它精神病性障碍 精神病（psychosis）是指可造成社会功能障碍和现实检验能力下降的一组重性精神障碍。临床相多以幻觉、妄想为突出表现，病程长短不一，部分病人会出现持久的功能损害。在这一组障碍中，最为常见的是精神分裂症、偏执性精神障碍和急性短暂性精神病。 第一节精神分裂症 精神分裂症（schizophrenia）是一组病因未明的精神疾病，具有思维、情感、行为等多方面的障碍，以精神活动和环境不协调为特征。通常意识清晰，智能尚好，部分病人可出现认知功能损害。多起病于青壮年，常缓慢起病，病程迁延，有慢性化倾向和衰退的可能，但部分病人可保持痊愈或基本痊愈状态。 3．神经生化方面的异常精神分裂症神经生化基础方面的研究，主要有三个方面的假说：（1）多巴胺（DA）假说：20世纪60年代提出了精神分裂症的多巴胺假说，即认为精神分裂症患者中枢DA功能亢进。（2）氨基酸类神经递质假说：中枢谷氨酸功能不足可能是精神分裂症的病因之一。谷氨酸是皮层神经元重要的兴奋性递质。（3）5-羟色胺（5-HT）假说：6．社会心理因素尽管有越来越多的证据表明生物学因素、特别是遗传因素在精神分裂症的发病中占有重要地位，但心理社会因素在其病因学中仍可能具有一定的作用。除了前述的精神分裂症与社会阶层、经济状况有关外，临床上发现，大多数精神分裂症患者的病前性格多表现为内向、孤僻、敏感多疑，很多患者病前6个月可追溯到相应的生活事件。国内调查发现，精神分裂症发病有精神因素者占40％～80％。当然目前没有证据表明精神因素就是病因，但精神因素对精神分裂症的发生可能起到了诱发作用。 三、临床表现 （一）感知觉障碍 精神分裂症最突出的感知觉障碍是幻觉，以幻听最为常见。精神分裂症的幻听内容多半是争论性的，如两个声音议论患者的好坏；或评论性的，声音不断对患者的所作所为评头论足。其它类型的幻觉虽然少见，但也可在精神分裂症患者身上见到。如一位患者拒绝进食，因为她看家盘子里装有碎玻璃（幻视）；一位患者感到有人拿手术刀切割自己的身体，并有电流烧灼伤口的感觉（幻触）等。 精神分裂症的幻觉体验可以非常具体、生动，也可以是朦胧模糊，但多会给患者的思维、行动带来显著的影响，患者会在幻觉的支配下做出违背本性、不合常理的举动。如有的患者在幻听的影响下辱骂甚至殴打亲人，有的患者为了躲避幻听的“骚扰”而频频上访，要求有关部门拆除安装在自己脑子里的“播音器”。曾有一位老年妇女，因为总是听到声音讲水里有毒，为了喝上“干净”的水，提着暖瓶走了二十多里，路上花了4个小时。 （二）思维及思维联想障碍 1．妄想妄想的荒谬性往往显而易见。也许在疾病的初期，患者对自己的某些明显不合常理的想法还持将信将疑的态度，但随着疾病的进展，患者逐渐与病态的信念融为一体。 最多见的妄想是被害妄想与关系妄想，可见于各个年龄层。涉及的对象从最初与患者有过矛盾的某个人渐渐扩展到同事、朋友、亲人，直至陌生人。他人的一颦一笑、一举一动都暗有所指，寒暄问候、家常聊天都别有深意。严重者甚至连报章杂志、广播电视的内容都认为与己有关。 妄想的内容与患者的生活经历、教育背景有一定程度的联系。如一位在化工行业工作的工程师认为自己喝水的杯子被人做了手脚，每天都会释放出定量的毒药，造成自己慢性中毒；一位老护士认为自己在上次住院时被人注射了艾滋病病毒；一位没有文化的家庭妇女称自己丢了块价值“5万元”的罗马表，是让邻居偷走送给了国家领导人。 2．被动体验正常人对自己的精神和躯体活动有着充分的自主性，即能够自由支配自己的思维和运动，并在整个过程中时刻体验到这种主观上的支配感。但在精神分裂症患者中，常
第十六章表观遗传学(答)
第十一章表观遗传学 、名词解释 epige netics; huma n epige nome project,HEP; hist one code 一、A型题 1脆性X综合征是何基因发生重新甲基化而沉默导致？（D） A.H19基因 B. MeCP2基因 C. IGF2基因 D. FMR1 基因 2、对表观遗传的生物学意义的表述错误的是（D） A、补充了“中心法则”，阐明核酸并不是存储遗传信息的唯一载体。 B “表观遗传修饰”可以影响基因的转录和翻译。 C表观遗传学修饰的可遗传性在基因和环境的共同作用中起重要作用。 D“表观遗传修饰”不能在个体世代间遗传。 3、 Prader-Willi （ PW$综合征是由于 __________________ 印记基因缺失引起。（A） A、父源15q11-q13缺失 B 、母源15q11-q13 缺失 C父源和母源15q11-q13缺失 D 、父源11P15.5缺失 4、 Amgelma n （AS）综合征是由于 ________________ 印记基因缺失引起。（B） A、父源15q11-q13缺失 B 、母源15q11-q13 缺失 C父源和母源15q11-q13缺失 D 、父源11P15.5缺失 5、表观遗传学三个层面的含义不包括：（D） A、可遗传性，可在细胞或个体世代间遗传； B、基因表达的可变性； C、无DNA序列的变化。 D、可遗传性，可在细胞世代间遗传但不可在个体世代间遗传； 6、 siRNA相关沉默修饰的作用机制是：（A ） A.与靶基因互补而降解靶基因 B. 抑制靶mRNA翻译 C.去除靶mRNA勺多聚腺苷酸尾巴，使其被 3 '核酸外切酶水解
2015年武汉大学885分子生物学研究生入学考试初试真题
一、专业术语翻译与解释(共10小题，每小题4分，共40分) 1.Exon 2.Promoter 3.Proteomics 4.Frame-shift mutation 5.Wobble hypothesis 6.Single-strand binding protein 7.Tandem affinity purification 8.Chromation remodeling 9.Single Nucleotide Polymorphisms 10.Alternative splicing 二、简答题(共5小题，每小题10分，共50分) 1.真核细胞蛋白质磷酸化主要发生在哪三种氨基酸上？催化蛋白质磷酸化和去磷酸化的酶是什么?请举两个例证说明蛋白磷酸化对功能的影响。 2.请简述三种RNA在蛋白质生物合成中的作用。 3.什么是RNA干扰（RNA interference,RNAi)?请简述RNA于扰的作用机制。 4.遗传密码有哪些特点?请简述。 5.什么是表观遗传学?为什么研究与组蛋白乙酸化修饰相关的酶是表观遗传学领域的一个热点?
三、论述题(共3小题，每小题20分，共60分) 1.1953年，沃森和克里克发现了DMA双螺旋的结构，开启了分子生物学时代。请从主链、碱基配对、大沟小沟以及结构参数等多方面介绍DNA双螺旋结构。 2.请从基本结构、作用形式、功能特点等多方面论述原核生物和真核生物mRNA的主要区别。 3.假设你想要分析在果蝇发育过程中基因的表达变化情况。为此，你从果蝇胚胎和成虫中分别提取了总mRNA，并针对果蝇发育过程中必需的基因Z的mRNA序列，利用特异识别该基因编码区中间部分的DNA标记探针进行了Northern Blot杂交实验，结果如图1所示。
表观遗传学
表观遗传学 比较通俗的讲表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能的可逆的、可遗传的改变。也指生物发育过程中包含的程序的研究。在这两种情况下，研究的对象都包括在DNA序列中未包含的基因调控信息如何传递到（细胞或生物体的）下一代这个问题。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。所谓DNA甲基化是指在DNA 甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为100—1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1 Mb就有5—15个CpG岛，平均值为每Mb含10．5个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系[9]。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。 几十年来，ＤＮＡ一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年新的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，可以在不影响ＤＮＡ序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。这种在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学(epigenomics）”。表观基因组学使人们对基因组的认识又增加了一个新视点：对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。 摘要表观遗传学是研究没有DNA 序列变化的可遗传的基因表达的改变。遗传学和表观遗传学系统既相区别、彼此影响，又相辅相成，共同确保细胞的正常功能。表观遗传学信息的改变，可导致基因转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体灭活以及肿瘤发生等。 关键词表观遗传学；甲基化；组蛋白修饰；染色质重塑；非编码RNA 调控；副突变 表观遗传学( epigenetics) 是研究没有DNA序列变化的可遗传的基因表达的改变。它最早是在1939 年由Waddington在《现代遗传学导论》一书中提出，当时认为表观遗传学是研究基因型产生表型的过程。1996 年，国内学术界开始介绍epigenetics 研究，其中译名有表遗传学、表观遗传学、表型遗传修饰等10 余种，其中，表观遗传学、表遗传学在科技文献中出现的频率较高。 1 表观遗传学调控的分子机制 基因表达正确与否，既受控于DNA 序列，又受制于表观遗传学信息。表观遗传学主要通过DNA 的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA 调控等方式控制基因表达。近年发现，副突变也包含有表观遗传性质的变化。 1.1 DNA 甲基化DNA 甲基化是由酶介导的一种化学修饰，即将甲基选择性地添加到蛋白质、DNA 或RNA上，虽未改变核苷酸顺序及组成，但基因表达却受影响。其修饰有多种方式，即被修饰位点的碱基可以是腺嘌呤N!6 位、胞嘧啶的N!4 位、鸟嘌呤的N!7 位和胞嘧啶的C!5 位，分别由不同的DNA 甲基化酶催化。在真核生物DNA 中，5- 甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基，CG 二核苷酸是最主要的甲基化位点。DNA 甲基化时，胞嘧啶从DNA 双螺旋突出，进入能与酶结合的裂隙中，在胞嘧啶甲基转移酶催化下，有活性的甲基从S- 腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶5' 位上，形成5- 甲基胞嘧啶( 5mC)。DNA 甲基化不仅可影响细胞基因的表达，
浅谈表观遗传学
浅谈表观遗传学 摘要：表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等，产生基因组印记、母性影响、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活等效应。表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果，其效应通过调节基因表达，控制生物学表型来实现。本文则从以上几个方面简述了表观遗传学的改变以及基本原理。 经典遗传学认为，核酸是遗传的分子基础，生命的遗传信息储存在核酸的碱基序列。每个个体内虽然所有细胞所含有的遗传信息是相通的，但由于基因的选择性表达，即不同细胞所表达的基因种类不同，这些来源相同的细胞经过增殖分化后将变成功能形态各不相同的细胞，从而组成机体内不同的组织和器官。几年来发现，在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达也可发生能够遗传的改变，这种现象就被定义为表观遗传。它的主要论点是生命有机体的大部分性状是由DNA序列中编码蛋白质的基因传递的，但是DNA序列以外的化学标记编码的表观遗传密码，对于生命有机体的健康及其表型特征，同样也有深刻的影响。 表观遗传学的调节机制主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA作用等，通过这些调节模式，影响基因转录和(或)表达，从而参与调控机体的生长、发育、衰老及病理过程。这些调节模式相比核酸蛋白质的经典遗传途径更容易受环境的影响，因此表观遗传学更加关注环境诱导的表观遗传变异。因为表观遗传的这些调节机制易受环境影响，而任何一种调节机制发生异常都可能导致细胞状态、功能等发生紊乱，进而引起各种疾病，同时又由于许多表观遗传变异是可逆的，导致表观遗传异常引发的疾病相对容易治疗，因此近年来表观遗传学致病的研究成为了热门的话题之一。 组蛋白在DNA组装中发挥了关键作用, 利用核心组蛋白的共价修饰包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸残基N-末端的SUMO化传递表观遗传学信息。修饰的主要靶点是组蛋白氨基末端上的赖氨酸、精氨酸残基，这些组蛋白翻译后修饰对基因特异性表达的调控，是其表观遗传学的重要标志。正常机体内，组蛋白修饰保持着可逆的动态平衡，当平衡打破，组蛋白去乙酰化则使得乙酰基从乙酰化组蛋白转移到乙酰辅酶A上,形成了致密的染色质状态, 从而使基因转录下降或沉默。
表观遗传学与癌症肿瘤
表观遗传学与癌症肿瘤 卢向成20121220 摘要：表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。 关键词：表观遗传学、癌症、肿瘤 1表观遗传学表 表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic impriting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。 2癌症肿瘤中存在表观遗传修饰的异常 2.1 DNA甲基化修饰与癌症肿瘤 DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的催化下,将甲基基团转移到胞嘧啶碱基上的一种修饰方式。它主要发生在富含双核苷酸CpG岛的区域,在人类基因组中有近5万个CpG岛[5]。正常情况下CpG岛是以非甲基化形式(活跃形式)存在的，DNA甲基化可导致基因表达沉默。DNMTs的活性异常与疾病有密切的关系,例如位于染色体上的DNMT3B基因突变可导致ICF综合征。有报道[6]表明，重度女性侵袭性牙周炎的发生与2条X染色体上TMP1基因去甲基化比例增高有关。DNMT基因的过量表达与精神分裂症和情绪障碍等精神疾病的发生也密切相关。风湿性疾病等自身免疫性疾病特别是系统性红斑狼疮(SLE)与DNA甲基化之间关系已经确定[7]，在SLE病人的T细胞发现DNMTs活性降低导致的异常低甲基化。启动子区的CpG岛过度甲基化使抑癌基因沉默,基因组总体甲基化水平降低导致一些在正常情况下受到抑制的基因如癌基因被激活[8],都会导致细胞癌变，进而导致癌症的产生。 2.2 组蛋白修饰与癌症肿瘤 组蛋白的修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等,组成各种组蛋白密码。其中,研究最多的是乙酰化、甲基化。一般来说，组蛋白乙酰化标志着其处于转录活性状态;反之，组蛋白低乙酰化或去乙酰化表明处于非转录活性的常染色质区域或异染色质区域。乙酰化修饰需要乙酰化转移酶(HATs)和去乙酰化酶(HDACs)参与。组蛋白修饰酶异常可导致包括癌症在内的各
精神分裂症的研究现状及展望
精神分裂症的研究现状及展望 一、病因及病理学研究 1.1 基因与环境相互作用 目前认为精神分裂症是由遗传与环境相互作用所致的复杂性精神疾病。基于早年的遗传学研究结果曾提出精神分裂症可能包括多个微效基因突变，近几年通过全基因组关联研究（GWASs）有了更重要的发现，几项GWAS研究已经从700多个基因中筛查出近百个与精神分裂症可能关联的易感基因。美国精神疾病全基因组研究联盟（Psychiatric Genomics Consortium，PGC）汇总了来自19个国家60个研究所的遗传学数据，发现五种精神疾病，包括精神分裂症、抑郁症、双相情感障碍、孤独症和注意缺陷多动障碍还共享着同样的致病基因（跨疾病易感基因）[3]。目前认为精神分裂症的遗传风险可能包括多个常见微效基因突变和少数高效能罕见 基因变异，罕见基因变异可能占到约20%的贡献。这些发现让研究者非常兴奋，并且希望能够继续发现抗精神病药的遗传学靶点。未来精神分裂症的遗传研究除了在研究方法上要不断改进，而且全基因组关联研究寻找疾病致病基因需要很大的样本量。如2013年Ripke等[4]从21,000例精神分裂症患者中，筛选出22个变异在全基因组水平可能与精神分裂症关联，目前研究团队已经将样本量扩大到35,000例精神
分裂症患者和47,000名健康对照，PGC的目标研究样本是100,000例精神分裂症患者，因此，未来跨国多中心的合作非常必要。精神分裂症遗传学研究者提出了这样的标语：“精神分裂症：一个最后揭示的现实（Schizophrenia genetics---a reality at last）” [5]，反映出未来精神分裂症遗传学研究的挑战。 近年来有研究者提出“精神分裂症可以解释为是个体对社会环境因素的适应障碍” [6]。虽然说精神分裂症有较高的遗传度，但疾病的发生通常与多种环境因素相关，如起病于青少年后期或成年早期，在城市环境中成长、使用毒品或大麻、经受过早年创伤，特别是在胚胎发育期损伤或产伤的个体，具有更高的患病风险等。大量研究结果显示早年的社会、认知和情感发育与成年期精神健康非常重要，精神分裂症患者出现的认知改变和精神病性症状，不仅仅涉及到个体注意、记忆、信息处理速度和推理过程，还包括社会认知领域的异常，如归因、意图、情感等[7]。社会认知是个体对他人的心理状态、行为动机和意志作出推测和判断的过程，是在特定社会环境下形成代表个体自我的一个重要过程，及个体行为的基础。因此社会认知的损害可以使精神分裂症患者表现出各种精神病性症状，如偏执妄想可能是个体对他人行为的伤害性错误归因所致。大量研究结果提示了环境因素作用的生物学基础，早年的忽视或者生命周期中的环境伤害，使体内
表观遗传学的试题例析
生物学教学2019年（第44卷）第7期?59? 表观遗传学的试题例析 肖安庆1颜培辉2 （1广东省深圳市盐田高级中学深圳518083；2广东省深圳市教育科学研究院深圳51800） 摘要通过高考模拟试题例析了DNA甲基化、组蛋白修饰与染色质重塑、基因组印记、染色体失活和非编码RNA调控5种表观遗传学方式。 关键词表观遗传学例析高考模拟题 表观遗传学是指生物体基因序列保持不变、但基因表达和表现型发生可遗传的现象。该知识点是2017年版高中生物学课程标准新增加的重要概念，对学生形成正确的生命观念和科学思维具有重要意义。笔者收集和改编了有关表观遗传的试题,分析了DNA 甲基化、组蛋白修饰与染色质重塑、基因组印记、染色体失活和非编码RNA调控这5种方式。 1DNA甲基化 DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶催化下，将DNA中的某些胞嘧啶甲基化的过程，是表观遗传学最常见的方式。 例1（北京市海淀区2018届高三第二次模拟考试第2题）许多基因的启动子内富含CG重复序列。若其中部分胞嘧啶甲基化转化成5-甲基胞嘧啶,就会抑制基因的转录。下列叙述中，正确的是（C） A.DNA单链上相邻的C和G之间通过氢键连接 B.胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变 C.胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合 D.基因的表达水平与基因的甲基化程度无关 解析：本题以DNA甲基化抑制基因的转录为背景,考查了学生理解能力和获取信息的能力。在DNA 单链上相邻的C和G之间通过“脱氧核糖一磷酸一脱氧核糖”连接，而不通过氢键连接;胞嘧啶甲基化导致的是基因转录被抑制，不能指导蛋白质合成；由于基因的表达水平与基因的转录有关,所以与基因的甲基化程度有关;从题干中获取有效信息是解决本题C选项的关键。题干中“胞嘧啶甲基化会抑制基因的转录”这一信息，可理解为：阻碍RNA聚合酶与启动子结合,C正确' 2组蛋白修饰与染色质重塑 组蛋白是染色体上基本的结构蛋白。组蛋白的修饰有甲基化、乙酰化与去乙酰化等方式。这些修饰方式与基因的失活与开启、基因转录的调控、细胞周期和死亡等生理活动有关' 染色质重塑是指染色质位置和结构的变化。当染色质处于解螺旋状态，有利于RNA聚合酶与启动子结合，但在组蛋白修饰等方式作用下,发生染色体重塑。 例2（浙江省嘉兴市2017届高三9月模拟考试第33题改编）组蛋白去乙酰酶抑制剂MS-275是一种广谱抗肿瘤药物，已证实MS-275可以抑制膀胱癌。研究发现，将MS-275与阿霉素（ADM）合用将产生更好的疗效。通过测定对膀胱癌细胞的抑制率可判断疗效。请根据以下材料用具，回答问题。 材料与用具：膀胱癌细胞，细胞培养液，浓度分别为91、叫的MS-275溶液,浓度为n1、n2的ADM溶液，培养皿若干,CO2培养箱等。 （1）分组设计如下表' 表1MS-275与ADM联合抑癌实验分组表组别MS-275浓度ADM浓度 100 2m〔n1 （2）实验思路：①取一定数量的培养皿分成若干组并编号;②每个培养皿中均加入等量的________和________，分别按上述分组设计加入相应试剂;③把培养皿放入_______中,培养适当时间;④分别测定各培养皿中癌细胞的抑制率,统计分析数据，得出结论。 （3）研究表明，MS-275可使癌细胞染色质难以螺旋化。因此MS-275抑制癌细胞增殖,是通过MS-275使膀胱癌细胞停留在细胞周期的_______期。 解析：本题以组蛋白修饰为背景,考查学生的综合应用能力。为验证MS-275与阿霉素合用对膀胱癌细胞的抑制率，题②中应设置细胞培养液对照组和膀胱癌细胞组。为维持培养液的pH,题③中动物细胞培养应放在CO2培养箱中。综合运用有丝分裂的知识，根据题干有关组蛋白修饰的信息，是分析本题（3）的关键。题干“MS-275可使癌细胞染色质难以螺旋化”，可理解为：MS-275使膀胱癌细胞处于解螺旋状态，不进入分裂期,停留在间期。 参考答案：膀胱癌细胞细胞培养液CO2培养箱间。
表观遗传学与精神分裂症
表观遗传学与精神分裂症 摘要： 精神分裂症患者大脑皮层和其他脑区的功能紊乱往往伴随着许多基因表达的失调。然而，潜在的遗传风险结构大部分情况下仍旧不清楚。因此，基因表达的表观调节包括DNA 和组蛋白的共价修饰，为进一步探索精神分裂症的分子病理提供了一个有力的选择且超越RNA定量的水平。有文献已经表明精神分裂症病人死后尸检大脑中特异基因和启动子的DNA胞嘧啶甲基化和组蛋蛋白白乙酰化的改变，且往往与相应的RNA的水平有关。有趣的是，在整个生命周期的研究表明，DNA和组蛋白甲基化标记在人类大脑皮层中发育调节，这表明至少在成年精神分裂症受试者大脑中表观遗传的改变反映了神经发育障碍。 引言 精神分裂症是一种复杂的疾病，在同卵双生子和非孟德尔遗传模式中其一致率超过70%【1】。虽然拷贝数变异、微缺失和相关基因多态性等精神分裂症的遗传危险因子正在增加，但相对大多数受累个体仍缺乏直接的遗传因子【2】。疾病模型的提出赋予精神分裂症病因学“后生”的因素的重要作用【3】。表观遗传学涉及到的表型和机制是不涉及DNA 序列变化的基因的表达和功能的改变。进来，“表观遗传”应用更广泛，至少在神经科学和转化医学方面，在染色体结构和功能划分甚至有丝分裂后的细胞包括神经元经常提及“表观遗传”。【4,5】。 理解大脑组织染色体分子结构对于未界定细胞病理学的疾病如精神分裂症非常重要，这些疾病常与编码大量转录本的RNA量的改变有关，转录本涉及到神经递质的抑制或兴奋、髓鞘生成和新陈代谢等【6,7】。因为在精神分裂症患者尸检中涉及到DNA启动子CpG 岛二核苷酸的甲基化和大范围的转录后组蛋白的修饰，这都与相应的RNA的量有关【8—10】。典型的假说就是DNA启动子甲基化和乙酰化修饰改变是一个潜在的基因的表达活性变化的指标，相应的导致RNA水平量的变化。从这个观点来看，染色质分析和表观遗传标记的研究将会是一个很受欢迎的检验大脑常用的方法，特别是与传统的mRNA定量和蛋白质等方法的比较，这种方法能够揭示大脑发育和随着年龄而发生的一些神经精神病学包括精神分裂症的一些基因表达的内在机制【6,7】。 精神分裂症患者大脑中DNA甲基化 在脊椎动物中，有注释的基因序列中CpG二核苷酸中胞嘧啶的甲基化和基因的表达活性联系并不紧密。但是，在调控序列附近的转录起始位点和临近的启动子，DNA甲基化常间接的反应了转录抑制【11,12】。迄今为止，大多研究精神分裂症患者尸检DNA甲基化的改变集中在大脑皮层，主要是前额区域。一些开创性研究报道了精神分裂症患者涉及皮层功能紊乱一些调节基因及启动子序列CpG超或低甲基化的异常程度，包括REELIN【9】，COMT【13】和SOX10【14】。这些疾病相关基因低（超）甲基化的改变与相应的RNA的
浙江大学通识课《生命科学》期末考试复习要点课稿
浙江大学2012年秋冬学期生命科学考前复习重点内容 考试（2012年秋冬学期） 简述6 5 论述10 4 单选判断填空 名词解释；区分名词；是非；填空；论述；自由发挥 什么是合成生物学？你所了解的合成生物学10’ 上课要求找的资料： 生物芯片的应用：DNA序列分析；基因表达分析；基因诊断；药物筛选 芯片实验室：在同一芯片上细胞分离、基因扩增及产物电泳等联用装置，实现Lab-on-a-chip 技术 基因芯片：将大量探针分子固定在支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的种类和数量 生物芯片（来自百度百科）又称DNA芯片或基因芯片，它们是DNA杂交探针技术与半导体工业技术相结合的结晶。该技术系指将大量探针分子固定于支持物上后与带荧光标记的DNA 样品分子进行杂交，通过检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。 杂交技术：核酸杂交技术 探针标记技术：萤光探针标记法
检测技术：激光共聚焦检测技术 特殊之处：微阵列技术和微点样技术 蛋白芯片：蛋白质芯片是一种高通量的蛋白功能分析技术，可用于蛋白质表达谱分析，研究蛋白质与蛋白质的相互作用，甚至DNA－蛋白质、RNA－蛋白质的相互作用，筛选药物作用的蛋白靶点等。 探针：低密度蛋白质芯片的探针包括特定的抗原、抗体、酶、吸水或疏水物质、结合某些阳离子或阴离子的化学集团、受体和免疫复合物等具有生物活性的蛋白质。 应用：诊断疾病：如传染病、肿瘤、遗传病及心血管疾病等；蛋白质相互作用研究；蛋白质与DNA相互作用研究 1:获取基因的方法有哪些 1.从基因文库中获取目的基因 2.化学合成法。已知目的基因的核苷酸序列，可用DNA合成仪直接合成。 3.用PCR技术扩增技术提取。 4.cDNA文库法（逆转录法）：cDNA文库，是指汇集以某生物成熟mRNA为模板逆转录而成的cDNA序列的重组DNA群体。 5.鸟枪法 2:合成生物学 （1）合成生物学是在分子水平上对生命系统的重新设计和改造，基因工程、蛋白质工程等技术是其核心的技术手段。 （2）合成生物学是生物技术在基因组时代的延伸。 （3）它将原有的生物技术上升到工程化、系统化、标准化的工程高度，并正在学科交叉与技术整合的基础上，孕育技术创新飞跃。 （4）主要研究内容：合成新的生物元器件、有目的地对生物元器件进行组装、生产出能满足人类需要的新的生命系统。 （5）合成生物学的目的：从冰箱里取出相应的生物零件，把他们组装起来，成为一个微小
精神分裂症的神经生物学基础
精神分裂症的神经生物学基础 长期以来，人类对精神分裂症病因及发病机制的探索一直没有停止。目前，在陈述精神分裂症的病理生理机制时，以下三个假说较具影响：1）神经介质及其相关受体功能异常；2）神经系统发育缺陷；3）神经系统的退行性变。下面就从这三个假说出发，对精神分裂症的神经生物学基础作一介绍。 一、精神分裂症大脑的病理学改变 神经影像及病理学研究提示，起源于大脑的器质性疾病存在与神经系统的功能相应的解剖学基础，如运动、感觉功能通过完全独立的锥体束、脊髓丘脑束，投射到皮质特定的部位，这些部位出现病变或损伤便会出现相应的麻痹或感觉异常症状。而精神异常所涉及脑部结构异常可能是弥散的，其中包括额叶、颞叶、边缘叶等区域。一直以来，并未发现精神分裂症患者存在诊断性的神经病理学改变，与正常人或其它精神疾病有很大程度上的重叠。尽管如此，仍有一些有意义的发现。这方面的研究主要来自大体病理、组织学改变，神经生化病理及相关基因、蛋白的表达异常等。 （一）脑大体解剖学异常 脑影像学技术的发展为在活体研究精神分裂症的脑结构和功能异常提供了安全有效的手段。Johnstone(1976)最早应用CT检查了17例慢性精神分裂症患者，发现有8例患者的侧脑室比正常对照相明显增大。此后大量研究重复了这个结果，并发现皮层表面的内凹区域扩大。有学者总结了以往有关精神分裂症侧脑室定量分析的研究，发现有四分之三以上的文献报道精神分裂症患者侧脑室较正常人要大，而且这一扩大有以下特征：在病人中以连续正态分布，具有整体意义；在病前已经存在，并不随病程的进展而增大。 MRI具有更高的空间分辨率和对比度，结果发现脑容积减少主要发生在灰质，减少的区域主要为前额叶、中颞叶、左侧颞上回。Jernigan等的研究发现精神分裂症患者存在丘脑容积缩小及基底节区容积增大。大量的MRI资料显示，与正常对照相比，精神分裂症存在大脑白质弥散性减少，侧脑室、第三脑室容积增加；尽管大脑皮层缩小与脑室增大程度并无明显相关，但两者的比值与阳性症状关系密切。此外，精神分裂症患者亲属大脑皮层及脑室亦有类似的发现，单卵双生子研究提示，精神分裂症患者同卵双胞胎的皮质体积下降而脑室容积增加，这一发现提示精神分裂症大脑的这些改变可能受到遗传因素及症状的影响。近年来，有研究发现，精神分裂症患者大脑损伤有侧化倾向即：左半球密度下降；左侧颞叶明显小于右侧，海马旁回左侧小于右侧，而正常人中未发现此现象；对脑室扩大患者资料进一步发现，以左 侧脑室扩大明显，尤其以左下角和左后角为著。 诸多尸体解剖结果提示，精神分裂症患者大脑重量显著下降（比相同条件下的正常大脑小5-10%），脑室容积增大，其中颞叶、侧脑室的改变显著。此外，
表观遗传学简介及其与有关疾病的联系
表观遗传学及其与有关疾病的联系 刘松鹤 （山东理工大学生命科学学院，山东淄博255000） 摘要：表观遗传学是指以不涉及到核苷酸序列的改变，但可以通过有丝分裂和减数分裂进行遗传的生物现象为内容的生命学科。本文将细致的介绍表观遗传学所涉及的调控机制来加以对其了解，并将阐述其与有关疾病的关系。 关键词：表观遗传学、调控机制、疾病 Epigenetics and it with the relationship between the Disease LIU Song-he （Shandong University of Technology School of Life Sciences，Shandong Zibo 255000） Abstract: Epigenetics refers to not related to the sequence of nucleotides changed, but can be by mitosis and meiosis of genetic biological phenomenon for content of life science. This paper will introduce the meticulous epigenetics involves the regulatory mechanisms to be the understanding, and describes the relationship with the disease. Keywords: epigenetics, control mechanism, disease 引言 表观遗传学是研究表观遗传变异的遗传学分支学科。表观遗传变异(epigenefie variation)是指，在基因的DNA序列没有发生改变的情况下，基因功能发生了可遗传的变化，并最终导致了表型的变化。早在1942年的时候，C．H．Waddington就首次提出了Epigenetics一词，并指出表观遗传与遗传是相对的，主要研究基因型和表型的关系。几十年后，霍利迪(R．Holiday)针对Epigenetics提出了更新的系统性论断，也就是人们现在比较统一的认识，即表观遗传学研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变”。（1）表观遗传学涉及到DNA甲基化、组蛋白修饰、染色体重塑和非编码RNA调控等内容(2)。 1调控机制 表观遗传学通过DNA的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控4种方式来控制表观遗传的沉默。（3）可以说，任何一方面的异常都将影响染色质结构和基因表达。1．1 DNA的甲基化 在DNA共价修饰中，最主要的是DNA甲基化，它普遍存在于动植物细胞以及细菌中，是表观遗传学的重要研究内容之一。它由DNA甲基转移酶(Dnmt)家族以S一腺苷甲硫氨酸(SAM)作为甲基供体，将C转变为5一甲基胞嘧啶(5MC)，在真核生物DNA中，5一甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基。cG二核苷酸是最主要的甲基化位点。由于DNA甲
精神分裂症的遗传特点
精神分裂症在现在的生活中已经成为了一种并不少见的精神疾病，精神分裂症是具有遗传因素的，那么精神分裂症的遗传特点是什么?细胞遗传学发现，当细胞染色体在数量上或结构上发生异常时，便会引起精神分裂症。临床遗传学研究表明，与精神分裂症病人血缘关系越近，患病率越高，今天我们一起和广州协佳医院精神科的王颖主任来分析看看，精神分裂症的遗传特点? 遗传概率：有精神分裂症家族史的人群比普通人群发病率明显高。 易感性：与人格特点、个体大脑功能稳定性有直接关系。对每个人来说都不是完美的，也就是说谁都有患精神疾病的可能性，易感性越小，一生中患病的可能性愈小，多数人直到死亡“还没有发病”。性格内向，不爱与人交往往往患精神分裂症几率偏高。 疾病学特点：直系亲属精神分裂症患者，他们在症状表现、分型、对某些抗精神病药物的敏感性以及疾病的转归和结局等方面有许多相似之处。 发病年龄：子代的首发年龄一般比父(母)代首发年龄小，即一代比一代发病早;如果有病的父(母)的配偶也患精神分裂症或人格障碍、情感性精神病、癫痫、智能发育不全等其它精神障碍，则精神症状更明显、社会功能缺损更严重。 遗传与精神分裂症的关系分析。一般人在一生中有百分之0。86~1的机会可能会患精神疾病，通过对精神分裂症患者进行系统的家谱调查(调查其父系、母系三代)，发现精神分裂症患者的家庭成员中，精神病的患病率比一般居民高6.2倍。广州协佳医院精神心理科的王颖主任称，
遗传与精神病有一定的关系。精神病的发病有许多的原因，遗传只是其中的一项，并非有遗传就一定会发病，还有其他因素的影响，如社会心理、环境、健康保健等。 由此可见，精神分裂症的引发因素是非常多的，它存在于我们每个人的身边，所以我们在日常生活中也要注意好自己的心态，不要有太多的负面情绪来影响着我们，积极的预防精神心理疾病也是我们对自己的一种负责。
遗传学进展概述(选修课论文)
遗传学进展概述 作者：戴宝生 克隆水稻分蘖的主控基因MOC1 据国家自然科学基金委员会2003年5月23日报道，最近，我国科学家成功分离和克隆了水稻分蘖的主控基因MOC1，该成果是由中国科学院遗传与发育研究所李家洋院士及其合作者在国内独立完成的。该研究结果已发表在Nature，2003，422：618上，这是我国分子遗传学基础研究领域的第一篇源自国内的Nature文章，标志着我国植物功能基因研究取得了重大突破。 分蘖是水稻等禾本科作物在发育过程中的一个重要的分枝现象，也是一个重要的农艺性状，它直接确定作物的穗数并进而影响产量。虽然对水稻分蘖的形态学、组织学及突变体都有过很多描述，但是控制分蘖的分子机制一直没有弄清。自1996年起，在国家科技部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的共同资助下，李家洋和中国农业科学院国家水稻研究所的钱前博士等开始进行此方面的研究。经过不懈努力，项目组鉴定了一株分蘖的极端突变体——单杆突变体MOC1。通过遗传图谱定位克隆技术，分离鉴定了在水稻分蘖调控中起重要作用的基因MOC1，它的缺失可造成分蘖的停止。进一步的功能分析表明，该基因可编码一个属于GRAS家族的转录因子，该转录因子主要在腋芽中表达，功能是促进分蘖和促进腋芽的生长。对这一重要基因的深入研究，将有望解释禾本科作物分蘖调控的分子机制，对于水稻高产品种的培育有重要的理论和应用价值 走出“基因决定论”的误区 自从基因一词在20世纪初进入科学家的词汇表以来，它不仅是生物学家最为常用的词汇之一，也成为当今普通大众最为熟悉的科学术语之一。随着遗传学和分子生物学的进步，人们不仅知道了基因的化学性质——DNA序列，而且还认识到了基因的功能——编码蛋白质的氨基酸序列。由此，逐渐形成了一种广为流行的“基因决定论”：生命的各种性质和活动都是受基因控制的，甚至人类的精神活动也在基因的控制之下。不久前，芬兰赫尔辛基大学和瑞典卡罗林斯卡医学院的研究人员在某些患有诵读困难的病人中，发现了一种名为“DYXC1”的基因发生了突变。也就是说，人类的阅读可能受到这种“DYXC1”基因的控制。不可否认，基因对生命具有非常重要的作用，基因的异常通常就会导致生命的异常。但是，作为开放的复杂系统，生命活动从来就不是由一种因素就能完全决定的。当前越来越多的证据，正在向“基因决定论”挑战。科学家正在以一种全新的视野来理解生命现象。 不再是“垃圾” 随着基因组研究的深入，人们发现，在多细胞真核生物的基因组中，基因仅是其全部DNA 序列的一小部分。在人类基因组中，全部基因序列只占基因组的2％左右。基因组内的非基因序列曾一度被研究者称为“垃圾DNA”（junk DNA）。这些“垃圾DNA”中至少有一半是