一、什么是表观遗传学？

所有多细胞生物（比如你我）在所有细胞类型的细胞核中都包含大致相同的DNA序列，但皮肤细胞可以与肝细胞和心肌细胞等特定细胞类型区分开来。建立这些特定细胞类型的机制最初被称为“表观遗传”调控。

如今表观遗传，一般指的是可遗传的组蛋白修饰和DNA甲基化，而不改变基础DNA序列却能影响基因活动。表观遗传调控的领域已大幅扩展。

二、表观遗传修饰的功能是什么？

所有这些不同标记的最终功能是以协调的方式调控基因表达。研究现表明，这些标记作为一种分子机制，介导了环境对基因组的影响，从胚胎发育开始。

在出生时和随着年龄的增长，DNA甲基化模式会随着时间而变化。最近的研究还发现，特定位点的甲基化水平可以用作预测一个人生物年龄的指标。

三、如何研究表观遗传变化？

最为详尽的表观遗传标记是DNA甲基化。标准的测序方法不能直接用于分析DNA甲基化，因为甲基基团共价地结合在胞嘧啶上（5-甲基胞嘧啶；5-mC）。亚硫酸氢盐转化被认为是识别5-mC变化的金标准。

这一化学过程去氨基化胞嘧啶，并将其转化为尿嘧啶，除非胞嘧啶碱基上存在甲基基团。

另一方面，无亚硫酸氢盐方法，例如甲基化DNA免疫沉淀（MeDIP），利用针对5-mC的抗体从一组碎片化的基因组DNA中富集甲基化的DNA。然后，可以将这种富集的分数用于全基因组甲基化分析。研究人员还可以通过使用相同的抗体针对5-mC，并结合ELISA技术，以高通量方式定量各种样本中的5-甲基胞嘧啶（5-mC）DNA。

四、如何分析染色质结构变化？

组蛋白修饰也是对核心组蛋白的共价修饰，这些修饰也可能改变基因表达。在将蛋白质交联到DNA后，可以使用特异性抗体选择性沉淀与蛋白质结合的DNA片段，这一过程称为染色质免疫沉淀（ChIP）。然后，富集的DNA片段可以通过下一代测序技术（ChIP-seq）进行测序，以获得特定组蛋白修饰的全基因组谱。ChIP-seq方法还可以用于分析转录因子和其他酶在基因组中的结合位点。

由于染色质在“开放”配置下通常与基因表达相关，因此测量开放染色质的存在或缺失的方法帮助我们理解表观遗传景观中染色质结构变化的重要性。最chang用的染色质可及性技术是ATAC-seq（转座酶可及染色质分析），该方法允许研究人员观察DNA的可及性。该强大方法利用了转座酶只能将适配器序列插入到开放染色质位点的事实。通过“更深”的测序覆盖，也可以区分转录因子在本地染色质中可能结合的du特结合位点或足迹。

五、表观遗传学研究的下一步是什么？

结合以上所有方法与RNA测序，现在可以使用“多组学”方法直接测量表观遗传变化的影响。这些方法在单细胞中的应用则更加强大。随着测序能力的迅速提升和成本的大幅降低，单细胞表观基因组学的兴趣急剧上升，以生成特定细胞类型的图谱。

例如，对小鼠肝细胞进行的全基因组亚硫酸氢盐测序（WGBS）揭示了肝组织内部出乎意料的高水平异质性。随着测序价格的持续下降和新方法的开发，更多令人兴奋的表观遗传学发现即将到来。

六、Zymo表观遗传学产品

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