表观遗传学原理

Principles of EPIGENETICS

作者:Vikas Mishra

出版社:Delve Publishing

索书号:Q3/P957/2019/Y

ISBN9781773615295

藏书地点:武大外教中心

    《表观遗传学原理》这本书阐述的是近些年来迅速发展的一个遗传学新领域,他不同于传统的遗传学理论,打破了我们对遗传学的刻板影响。传统遗传学由孟德尔开创,创作于1865年的《奥地利修道士》是孟德尔关于植物杂交的回忆录,书中讲述了他对豌豆植物的实验工作,从而提出了第一个遗传学理论,被称为隔离遗传。基于他对豌豆植物的杂交研究,孟德尔创立了遗传性状总是由单个基因控制的理论。现代研究表明,人类大多数性状是由多个基因控制的,而基因是遗传的基础。

复杂的分子生物学随着DNA和染色体的发现而发展,随着基因型和表型的概念而融合。人类基因组计划和其他模式生物的基因组测序已经揭示,有比蛋白质编码基因更多的功能单位。染色体DNA作为一种动态聚合物,不仅响应DNA序列的变化,而且受调控蛋白的控制,并受到环境变化的影响,这也是这本书的主题——表观遗传学。

表观遗传学是沃丁顿于1942年在Endeavour 杂志上第一次提出的。他在研究生物体的基因型与表型之间的关系时指出,基因型的遗传或传承是遗传学研究的主旨, 而基因型产生表型的过程则属于表现遗传学研究的范畴。在当时, 许多生物学家认为,细胞的分化是由于基因组的组成发生了改变。例如, 参与生成肾细胞或肌肉细胞的基因中丢失了一部分非必需的基因,于是分化生成了肝细胞;也就是说, 细胞表型的改变是细胞基因组内基因增删的结果。沃丁顿不同意这种说法;他认为,在产生各种类型的细胞时,细胞内的整套基因始终是保持恒定的, 差别只在于不同类型的细胞内的基因处在不同的工作状态。所以说, 沃丁顿最初是用表观遗传来阐述基因表达同分化发育之间的关系。1987 , 霍利德进一步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, 霍利德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。他还指出, 基因表达的可遗传的变化是可以回复的;可回复的基因表达的改变并不改变基因DNA序列。霍利德认为,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”,这是一种不以 DNA 序列的差别为基础的细胞核遗传。综合发展中的表观遗传中概念得出了表观遗传学的现代内涵:研究可以通过有丝分裂或减数分裂而遗传下去的基因功能的改变, 这种改变并不改变 DNA 的核苷酸序列。环境的改变是影响表观遗传学的主要外界原因,环境可以通过遗传学标记影响基因的表达,遗传学标记是对DNA的一种化学修饰,通过这些修饰打开关闭基因。这种遗传标记主要有二种:一是DNA或蛋白质的各种修饰,如DNA甲基化和组蛋白乙酰化等;二是在DNARNA 层面上识别同源的核苷酸序列并与其互补结合,如micro RNA Lnc RNA 调控靶基因的转录、翻译。

必须指出的是,表观遗传研究丝毫没有降低遗传学或基因组学的重要性,恰恰相反,表观遗传学是在以孟德尔式遗传为理论基石的经典遗传学和分子遗传学母体中孕育的、专门研究基因功能实现的一种遗传学分支学科。

表观遗传学对生物体应答外界环境的变化、自身的生命活动和亲子代之间表型的延续至关重要,表观遗传修饰的异常也会引起细胞、组织、器官,乃至整个机体的结构和功能改变,甚至导致疾病的发生。现在已经知道,许多心脑血管疾病和代谢性疾病、神经性疾病、多种恶性肿瘤,以及发育异常和老年性疾病的发生、发展都与表观遗传修饰的异常密切相关。

《表观遗传学原理》从以人类为代表的动物、以真菌为代表的微生物以及以农作物为代表的植物三个不同生物在不同的生命活动中涉及的表观遗传学进行案例分析。它包括三个不同的部分,其中第一部分从人的营养摄入、肠道微生物与人类健康、亲子代之间表型的遗传、衰老等方面涉及的表观遗传学,进行了详细的讲述,突出了在人类的整个生命活动的不同过程中广泛涉及表观遗传学的作用。第二部分讨论了以酵母为代表的单细胞真核生物生命活动中的表观遗传学,揭示了真菌体内所涉及的表观遗传学种类、真菌发育过程中所涉及的表观遗传学。第三部分突出了植物表观遗传学,这一部分主要讲述了农作物在外界不良环境胁迫(干旱、冻害、其他环境压力)的作用下发生的表观遗传学,从而达到调整生理状态,适应胁迫的目的。本书向读者提供有关表观遗传学发展的知识,从而让读者了解表观遗传学在各物种生命活动中的作用。在读本书之前,建议读者先了解一下遗传学的相关知识,这将帮助我们更好地理解书中所涉及的一些专业术语

《表观遗传学原理》一书于2015年由Delve Publishing出版社出版,作者是Vikas Mishra

本书作为研究表观遗传学的专业书籍,内容专业详实,语言浅显易懂,除此之外还有以下特点:

1、本书从不同方面介绍了表观遗传学的知识,并结合具体实例的应用,使读者能够更加全面的了解表观遗传学的发展与进步。

2、索引文献丰富,证明了这本书的知识性,真实性。而且,这些索引文献绝大部分都是最新研究,让读者全面了解该领域的前沿进展。

3、在本书的开始,将出现的专业词汇都罗列出来,并予以注解,大大方便了大家在阅读过程中对表观遗传学研究的专业术语的认知。

4、本书最鲜明的特点就是,图片生动形象,语言浅显易懂。语言介绍的同时,附上可以说明问题的图片,本来复杂枯燥的表观遗传学知识变得简单易懂,增加了本书的趣味性,对于初学者有很大的帮助。

 

本书目录

第一节

1.衰老过程的表观遗传与氧化应激

2.人类多代表观遗传学:母体相关的DNA甲基化改变能遗传给子代

3.贯穿人生命的表观遗传学

4.比较表观基因组学:一个理解表观遗传调控进化潜力的有突破的新型领域

5.表观遗传的影响:早期营养、微生物组、长期健康发育的联系

第二节 酵母表观遗传学

1.寄生表观遗传学和免疫逃避:以出芽酵母为例

2.DNA甲基化与转录

3.DNA甲基化的全基因组分析提供了植物病理真菌-麦氏进入真菌发育的表观遗传调控

4.白色念珠重复元素显示表观遗传多样性和可塑性

第三节 植物表观遗传学

1.经常性缺水引起柑橘表观遗传和激素改变

2.植物冷反应的表观遗传控制

3.植物应答环境压力的表观基因组

 

 

朱旺 武汉大学生命科学学院 硕士研究生