本文關(guān)鍵詞：印記基因，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

這是根據(jù)我寫的一個(gè)PPT摘錄的，希望能有朋友討論這方面的問題。并拓寬這個(gè)領(lǐng)域，討論epigenetics更廣泛的問題。畢竟epigenetics是現(xiàn)在動(dòng)物功能基因組研究的主流和一個(gè)重要方向。

1. 印跡基因的概念及重要意義
概念:基因組印跡是特指來源于親本的等位基因進(jìn)行不對(duì)稱后成修飾后而導(dǎo)致的單等位基因表達(dá)的現(xiàn)象。這種在生物進(jìn)化中形成的、有規(guī)律而又受控的基因失活是機(jī)體中基因表達(dá)調(diào)節(jié)的一種重要方式。

2. 研究印跡基因的重要意義:
已有的資料顯示，印跡基因?qū)μ荷暗纳L(zhǎng)及其譜系發(fā)育起著重要的作用，動(dòng)物的發(fā)育過程、某些遺傳疾病及癌癥的發(fā)生過程都與基因印跡密切相關(guān)；印跡基因在哺乳動(dòng)物配子中總是優(yōu)先表達(dá)，這就開啟了一個(gè)與發(fā)育相關(guān)的重要開關(guān)，使哺乳動(dòng)物能依據(jù)環(huán)境的特點(diǎn)向最優(yōu)化的種系方向發(fā)育。進(jìn)一步篩選出和克隆出更多新的印跡基因，并進(jìn)行印跡機(jī)制的深入研究對(duì)于進(jìn)一步理解個(gè)體發(fā)育、遺傳疾病及癌癥的發(fā)生機(jī)制具有重要的意義。

3. 印跡機(jī)制
在哺乳動(dòng)物中所發(fā)現(xiàn)的印記基因大都具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：
⑴ 很少是單獨(dú)存在的，大約有80%以上都是與其他的印記基因呈簇排列；
⑵ 所有的印記基因都有一個(gè)或幾個(gè)印記中心IC（imprinting center, IC），也即差異甲基化區(qū)DMR（ differentially methylated region, DMR）；
⑶ 在印記基因的DMR內(nèi)，有富含CpG 的CpG 區(qū)（CpG island）；
⑷ 基因印記是可以逆轉(zhuǎn)的。

4. 哺乳動(dòng)物印跡基因的生命周期（如附圖1）：

哺乳動(dòng)物印跡基因的生命周期大致可概括為
印跡的建立
印跡的維持
印跡的去除

通過實(shí)驗(yàn)分析證明DMR對(duì)印跡具有首要的重要性，一個(gè)DMR也可稱之為印跡調(diào)控區(qū)（ICR),ICR是如何對(duì)體細(xì)胞中單等位基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)的呢？(附圖2. )
(1) ICR作為基因調(diào)控的元件，，必須通過順式作用明顯地能影響基因的表達(dá)。
(2) 這些ICR調(diào)控元件能通過甲基化或甲基化缺失使一個(gè)親本的等位基因處于“關(guān)”的狀態(tài)，而另一個(gè)親本的等位基因則處于“開”的狀態(tài)，這種效應(yīng)能通過配子遺傳。這就產(chǎn)生了等位基因的反式活化或失活，即單等位基因的表達(dá)。
(3) 含有多個(gè)印跡基因的大基因蔟需要通過一個(gè)雙向印跡中心來調(diào)控雙親的等位基因

5. 印跡基因研究模型
研究基因研究模型主要有:
(1) 干細(xì)胞
(2) 利用平衡易位（如相互易位和羅伯遜易位）獲得的雜合胚胎
(3)大片斷DNA轉(zhuǎn)基因動(dòng)物

干細(xì)胞作為印跡基因研究模型所具有的優(yōu)良特性:
(1) 干細(xì)胞是二倍體，他們僅含有父源或母源的染色體并可誘導(dǎo)分化，使其最終分化為孤雌胚胎、孤雄胚胎或不對(duì)稱的父母源染色體區(qū)；
(2) 進(jìn)行嵌合體發(fā)育潛能評(píng)估實(shí)驗(yàn)時(shí)，它能保留印跡；
(3) 能提供一個(gè)基本的胚胎和嵌合體體外分化體系；
(4) 能夠提供足量的細(xì)胞物質(zhì)（如DNA）以用于染色體結(jié)構(gòu)分析。
干細(xì)胞作為印跡基因研究模型存在的缺點(diǎn):
⑴ 干細(xì)胞這種誘導(dǎo)和分化的無限制性，可能會(huì)導(dǎo)致其后成遺傳學(xué)的變化
⑵ ES細(xì)胞中印跡基因的等位基因特異甲基化模式及其表達(dá)模式在發(fā)育的不同階段是不穩(wěn)定的 ,這種不穩(wěn)定性常常可導(dǎo)致胚胎發(fā)育的異常

利用平衡易位（如相互易位和羅伯遜易位）獲得的雜合胚胎是印跡基因研究較好的一個(gè)模型,這是因?yàn)?
相互易位和羅伯遜易位可用于產(chǎn)生單親二倍體(UPD)，或在染色體的全部或局部區(qū)域產(chǎn)生單親的復(fù)制位點(diǎn)或缺失位點(diǎn)（uniparental duplication/defi ciency）。攜帶有UPD 或 uniparental duplication/deficiency 的小鼠具有正常二倍染色體的成分，然而，父母源基因可能會(huì)受到干擾，結(jié)果使小鼠的某些遺傳秉承單親的特性。遺傳分析表明，如果常染色體受到干擾，往往會(huì)出現(xiàn)一些不正常的發(fā)育現(xiàn)象，分離出這些缺陷胚胎和它們同窩的正常胚胎，就可以獲得很有價(jià)值的材料以用于基因組印跡區(qū)域的分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)特性研究。
不足之處:
在不同的動(dòng)物，或許產(chǎn)生平衡易位的概率不同 。例如,在小鼠中很容易通過相互易位和羅伯遜易位產(chǎn)生不對(duì)稱的父母源印跡區(qū)域，但在人類，這種情況出現(xiàn)的概率很小。

利用大片斷DNA轉(zhuǎn)基因動(dòng)物來研究基因組印跡 的原因：
小片斷的DNA轉(zhuǎn)基因技術(shù)不宜用于基因組印跡分析，因?yàn)樵谌祟惡托∈笕找嬖鲩L(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，印跡基因的調(diào)控元件往往彌散得很廣，可以達(dá)到數(shù)百kb，利用小片斷的DNA轉(zhuǎn)基因?qū)⒉豢赡芴峁┻@些稀有基因的表達(dá)和印跡機(jī)制的大量信息。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，使大片斷DNA轉(zhuǎn)基因技術(shù)開始建立起來，如BAC和YAC轉(zhuǎn)基因技術(shù)，這種技術(shù)在印跡基因的分析上與先前的小片斷的DNA轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比，是一個(gè)更強(qiáng)大的工具。
利用大片斷DNA轉(zhuǎn)基因動(dòng)物來研究基因組印跡存在的困難：
大片斷DNA的構(gòu)建和純化與小片斷DNA相比要困難得多

6. 印跡基因的鑒定技術(shù)：

大多數(shù)學(xué)者采用了基因組掃描技術(shù)或把這種技術(shù)與甲基化分析方法相結(jié)合。這些方法主要有差異顯示ＰＣＲ(ＤＤ ＰＣＲ)、消減雜交、代表性差異分析(ＲＤＡ)、 termed methylation-sensitive amplicon subtraction (MS-AS)、抑制消減雜交（SSH）和限制性界標(biāo)基因組掃描技術(shù) (RLGS)等。

RLGS方法主要是基于基因組DNA限制性酶切末端標(biāo)記和二維凝膠電泳分離。在比較二維電泳圖譜的大量的片斷的基礎(chǔ)上尋找感興趣的片斷。這種工作比較煩瑣，但現(xiàn)在已有學(xué)者開發(fā)了相關(guān)的軟件，使這種篩選基因的工作量大大地降低了。用這種方法已發(fā)現(xiàn)了若干個(gè)印跡基因，但這種方法需要較多的起始物質(zhì)用于分析，對(duì)于細(xì)胞來源有限的組織來說，如哺乳動(dòng)物的卵子和胚胎，不宜采用該方法。
差異顯示ＰＣＲ(ＤＤ ＰＣＲ)、消減雜交和代表性差異分析(ＲＤＡ)也相繼克隆出一些新基因或差異表達(dá)基因，但這些方法仍存在操作繁鎖,假陽性高， 上調(diào)表達(dá)難于分析等缺點(diǎn)。
1996年Diatchenko等提出了一種可克服上述缺點(diǎn)的克隆基因的新方法—抑制消減雜交(SSH)。 SSH是抑制PCR與消減雜交技術(shù)相結(jié)合的更簡(jiǎn)單更快速的分離差異基因的方法 。

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