2012技术展望之表观遗传学

　　

单分子测序的出现，让DNA甲基化的直接检测成为可能；随着第7、8种碱基的出现，新抗体也应运而生。无疑，探索表观基因组的工具正在不断扩展，为我们的表观遗传学研究助力。2011年，表观遗传学在飞速发展，从染色质分析到整体的甲基化模式；2012年，探索表观遗传学的工具会如何发展，现在就让我们来大胆展望一下吧。

近年来，染色质构象捕获（chromatin conformation capture, 3C）及更高通量的衍生技术4C、5C的出现，有助于研究人员阐明染色质的复杂结构。这些技术提供了长距离的染色质相互作用，但不能扩展到整个染色质相互反应组。之后，马萨诸塞大学的Job Dekker开发出了HiC，将3C与新一代测序相结合，在全基因组范围内查看3D染色质相互作用。

尽管这些技术能提供染色质相互作用的全局视图，但在2012年，染色质捕获方法也许会有进一步的发展，分辨率更高，提供更为精细的染色质相互作用组图谱。如果这真的能实现，将有助于人们更深入地了解基因调控和人类疾病。

针对第6种碱基5-hmC，市场上已有不少产品，能协助研究人员定量并分析其基因组分布。而在2011年，第7种和第8种DNA碱基也被找到：5-甲酰基胞嘧啶（5-formylcytosine），5-羧基胞嘧啶（5-carboxylcytosine）。如今，特异检测这两种碱基的抗体已经上市，预计今年会有更多产品陆续出炉。

目前市场上还有一些抗体，能靶定特异的表观遗传修饰，如组蛋白修饰，然而，这些抗体的特异性仍是一个关键问题。随着抗体制备技术的发展，以及替代性结合物（如适体）的出现，预计2012年将会有更多靶定表观遗传修饰的抗体出现，实现基础研究以及高通量的表观遗传筛查。

基因组与表观基因组的关联也是研究的热点。即使是同卵双胞胎，DNA甲基化的水平也有很大差异。关于双胞胎的DNA甲基化研究表明，基因组差异会影响表观基因组的差异。2011年10月，一个研究小组发现了一个SNP，它只影响了遗传自母体等位基因的DNA甲基化模式。这项研究将掀起新一轮探索表观遗传学改变机制的研究。

长链非编码RNA（lincRNA）起初被认为是基因组转录的“噪音”，是RNA聚合酶II转录的副产物，不具有生物学功能。而在2011年，多篇文章揭示了lincRNA的功能。Broad研究院的Mitchell Guttman及其同事对胚胎干细胞中表达的长链非编码RNA（lincRNA）开展了RNAi研究，发现一些lincRNA的knockdown会影响细胞中的基因表达，进而影响干细胞的多能性和发育。

Guttman认为，在胚胎发育中，维持全能性的蛋白和促进分化的蛋白就像战士。它们各司其职，但需要一些东西来协调他们的行动。lincRNA则被认为是队长，带领不同蛋白，协同作战。

今年，非编码RNA的研究将更深入，涉及lincRNA的作用机理，以及其他的非编码RNA。具体会有哪些突破呢？让我们拭目以待吧。（生物通 薄荷）

欢迎索取5-hmC相关产品的更多资料