一、名词解释
表观遗传
DNA序列不发生改变但基因表达却发生了变化的一种有别于传统遗传学的遗传方式，主要原因包括：（1）基因选择性转录表达的调控，包括DNA甲基化，基因印记，组蛋白共价修饰，染色质重塑；（2）基因转录后的调控，包含基因组中非编码的RNA，如miRNA，siRNA等。
剂量补偿效应
在生物的性别决定机制中，性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应，即在雌性和雄性细胞里，由X染色体基因编码产生的酶或其他蛋白质产物在数量上相等或近乎相等。
染色质重塑
基因表达调控过程中所出现的一系列染色质结构变化和位置改变的总称，研究内容包括基因表达的复制和重组等过程中，染色质的包装状态，核小体中的组蛋白以及对应的DNA分子发生改变的分子机理。
RNA干扰
生物体内通过双链RNA分子在mRNA水平上诱导具有特异性序列的转录后基因沉默的过程（如miRNA，siRNA等），是表观遗传学中的一种重要现象。
CpG 岛
基因组中富含CpG的区域，长度500~ 1000bp，GC含量超过55%，常分布在持家基因和一些组织表达特异性基因的启动子区域，其中70% 的C是甲基化的，但总的来说G+C丰富的CpG岛是非甲基化的。CpG岛区域序列可以被HpaII酶(CCGG) 切成小片段，因此也叫HTF 岛。CpG岛在基因转录调控过程中有重要作用，例如启动子区CpG被甲基化时转录是受抑制的。
Histone Crosstalk
组蛋白的不同化学修饰之间相互作用，不仅表现为同种组蛋白不同残基的一种修饰能加速或抑制另一修饰的发生，并且在影响其他组蛋白残基的同时，也受到另外组蛋白残基修饰的调节。泛素化修饰
组蛋白赖氨酸残基与泛素分子羧基末端的甘氨酸相互结合，可能会改变底物的结构，参与内吞作用、组蛋白的活性、DNA 修复等过程等。组蛋白的泛素化修饰则会招募核小体染色体失活、影响组蛋白甲基化和基因的转录。X到染色体、参与
SUMO 修饰
小泛素相关修饰物(small ubiquitin related modifier, SUMO )，是一种ATP依赖的小蛋白的共价修饰，通常发生在赖氨酸(K)上，其生物学功能包括：转录沉默、抑制组蛋白的乙酰化。
组蛋白密码
组蛋白在翻译后的修饰中会发生改变，从而提供一种识别的标志，为其他蛋白与DNA结合产生协同或拮抗效应，这种动态转录调控成分称为组蛋白密码。一种假说认为是通过下游效应蛋白特异的识别和解译这种修饰来完成组蛋白密码的解读，在基因的功能预测与研究中有重要作用。印记缺失
印记基因簇中某个基因的表达或不表达使得印记基因的表达不再受到抑制从而失去了印记基因的特性，这样的一种现象即称为印记缺失，例如删除DMR 序列将导致Air不表达，从而失去了Air对印记基因的抑制作用，继而印记丢失。
二、简答题
1. 简述表观遗传学的特点及其与遗传学的关系。
表观遗传学的特点：（1）可遗传的，即这类改变通过有丝分裂或减数分裂，能在细胞或个体世代间遗传；（2）可逆性的基因表达调节；（3）没有DNA序列的改变或不能用DNA序列变化来
解释。与遗传学的联系：传统遗传学认为基因决定着生命过程中所需要的各种蛋白质，决定着生命体的表型，但现实生活中存在一些现象（如同卵双生、染色体上基因的位置效应、X染色体的剂量补偿效应）则说明在相应的基因碱基序列没有发生变化的情况下，一些生物体的表型能够发生改变。这些现象无法用传统遗传学来解释，由此延伸出了表观遗传学。经典遗传和表观遗传具有共同的理论基础，既相互区别又相互依存构成一个整体，人类基因组就含有两类信息：（1）遗传学信息：提供了合成生命所必需蛋白质的模板及合成包括表观遗传学修饰在内的各种蛋白质的蓝图；（2）表观遗传学信息：调控着适当的一组表达基因及其表达的程度，即提供了何时、何地以及如何应用上述遗传学信息指令。
2. 简述基于重亚硫酸盐转化的DNA甲基化的检测方法。
利用重亚硫酸盐处理, 将没有甲基化保护的胞嘧啶转化为尿嘧啶, DNA序列就发生了相应的
变化，随后通过基因测序、甲基特异性的PCR扩增、PCR反应后限制性内切酶消化法等可以判断CpG位点是否发生甲基化，并通过检测未转化胞嘧啶的比例, 可以测定甲基化程度。．
。甲基转移酶分类哺乳动物3. DNA 根据结构和功能分成3大类：C末端是高度保守的催化结构域，参与DNA甲基转移反应；N端调节结构域，介导细胞核内定位，调节与其它蛋白的相互作用。根据其催化反应的类型也可分为：（1）维持甲基化酶作用于半甲基化位点；（2）重新甲基化酶催化非甲基化的DNA。
。去甲基化的方式DNA列举4.
5. 精氨酸甲基化的去除方式。（1）肽基精氨酸去亚胺基酶：蛋白质内单甲基化的精氨酸脱去甲基和亚胺基，进而转化为瓜氨酸，过程常被称为去亚胺基化或瓜氨酸化；（2）精氨酸去甲基化酶：包含磷酸化2+和α-酮戊二酸的双加氧酶，它们能以α-酮戊二酸和O作为丝氨酸受体，依赖于Fe2反应物，将底物上的甲基转化为甲醛释放。
6. 简述H2B 的泛素化调控GAL1 基因转录的机理
H2B 的泛素化/去泛素化可以平衡组蛋白H3K4和H3K36之间的甲基化水平，而组蛋白甲基化会通过改变核小体的结构来调控基因的表达。
7. RNAi 参与异染色质形成的机理）3（；siRNAs切割成Dicer由）2（；dsRNA形成重复片段的双链的相对的启动子转录，）1（
siRNAs与RITS结合，募集Clr4 HKMT并导致随后的H3K9甲基化。Swi6 (HP1类似物)随后结合上来并导致H3K9甲基化的扩散引起与其配对的同源DNA的沉默；（4）招募异染色质结合蛋白质，异染色质形成。
8. 印记基因分类及主要功能
印记基因分类：（1）父系印记基因：来自父系的等位基因的表达被抑制而来自母系的等位基因表达；（2）母系印记基因：来自母系的等位基因的表达被抑制而来自父系的等位基因表达。印
记基因主要功能是对胚胎和新生儿生长的控制作用，父系印记基因的表达能够促进胎儿的生长以及营养的摄取，增强胚胎发育能力，能够延续基因的存在；而母系印记基因的表达能够抑制胎儿的生长，减少营养的开支，从而提高生育后代的数量，延续自己的基因；印记实际上是调节母体和胚胎营养物质交流和分配的手段，其意义可能在于阻止哺乳动物孤雌发育。
9. 简述印记擦除和重建
印记是在配子中建立的，因此卵子和精子已经携带了有印记的染色体（第一代印记）。受精后胚胎成为二倍体，胚胎、膜、胎盘和成体中细胞不断分裂，印记依然保持在相同的亲本染色体上。生殖细胞是在胚胎性腺中形成的，仅在这些细胞中，印记会在性别决定之前被擦除,胚胎期
11.5-12.5天，原始生殖细胞基因组印记被擦除。先擦除后重建。雄配子印记建立时间，此时卵
母细胞正处于生长阶段。当胚胎发育成雄性，性腺分化成睾丸，产生单倍体精子，它们在染色体上获得了父源印记。类似的，在雌性发育时，卵子中染色体得到母源印记（第二代印记）。
三、问答题
1. 简述siRNA 和miRNA的异同点。
相同点：（1）二者的长度都约是20-25nt左右；（2）都由双链的RNA或RNA前体形成；（3）二者都依赖Dicer酶的加工，产物的特点：5'端带磷酸，3'端均有2个突出的碱基；（4）二者都
是RISC（RNA induced silencing complex)组成；（5）它们在转录后水平干扰以抑制靶标基因的翻译。
（1）起源阶段上siRNAs通常是外源的，如病毒感染的外源性转录基因或人工合成的dsRNA 不同点：
通过转染进入，而miRNAs是内源性的，在基因组中有固定的基因座位，是一种非编码的RNA；由miRNA基因表达出最初的pri-miRNA分子；（2）成熟过程上siRNAs直接来源是长链的dsRNA
经过Dicer酶切割形成双链siRNA,每个前体dsRNA能够切割成不定数量的siRNA 片段，而miRNAs 在细胞核中转录的较大的pri-miRNA经由Drosha(RNAseⅢ酶)和伴侣蛋白加工成为单链pre-miRNA；发夹状、部分互补的pre-miRNA在细胞质中被Dicer（RNAseⅢ酶）酶切割形成miRNA；（3）功
能阶段上siRNAs与RISC（RNA诱导的沉默复合物，使用AGO蛋白家族AGO2 ）结合，以RNAi
途径行使功能，即通过与序列互补的靶标mRNA完全结合（与编码区结合），从而降解mRNA以达到抑制蛋白质翻译的目的；它通常用于沉默外源病毒、转座子活性，而miRNAs与通常发生不完全结合，并且结合的位点是mRNA后与靶标AGO1)利用(形成复合体RISC．
mRNA的非编码区的3'端；它不会降解靶标mRNA，而只是阻止mRNA的翻译；miRNA能够调节与生长发育有关的基因。
3. 研究证实早期的经历与个体成年以后的生理、心理健康密切相关，请利用表观遗传学原理分析早期经历是如何对个体成年后行为造成持久影响的？（可以以母鼠对小鼠照顾能。力的差异导致子鼠成年后环境应激反应差异为例进行分
析）．
4. 分析SIRT1 在Caloric restriction (CR)中的分子信号通路
Caloric restriction (CR)：卡路里限制是指在保证机体基本营养需求前提下，降低机体
30%~40%的能量摄入，可延缓随年龄增大易发生的疾病和癌症，延长寿命。Bax是线粒体凋亡蛋白，可以在线粒体上打洞，从而引发线粒体介导的细胞凋亡通路。一般情况下Bax与Ku70结合，受到某些促进细胞凋亡的信号时，Ku70被乙酰化，释放Bax ，游离Bax 穿入线粒体，引起细胞凋亡。在卡路里限制的条件下，SIRT1 蛋白质表达增加，此蛋白会促进Ku70去乙酰化，从而使Bax的释放受到抑制，细胞凋亡就会延迟，从而使个体“延年益寿”。
5. 简述印记的判读机制
（1）通过CpG岛或者启动子的差异甲基化来实现
）差异性的将沉默因子结合到顺式沉默元件上2（
（3）差异性的甲基化边界元件/绝缘子，例如CCCTC-binding factor (CTCF) 能够与未甲基
化的等位基因结合，从而阻断上游启动子与下游增强子之间的联系，从而使得上游基因的转录被抑制。
（4）反义转录本与CpG岛或启动子的甲基化联合作用机制，沉默机制：RNAi；转录干扰
6. 简述线虫剂量补偿
调节性别决定和剂量补偿通路中的首要基因xol-1被认为是一个主要的控制基因，它的活性是由X: A的比值决定，并进而决定这一通路是导致雄性还是雌雄同体发育。XOL-1是sdc基因（sdc 指性别决定和剂量补偿缺陷，sex determination and dosage compensation
defective）的负调节因子。sdc基因编码DCC（剂量补偿复合物）的组分并调节her-1 (her指XO 线虫的雌雄同体化，hermaphroditization）性别决定基因。在XO胚胎中，X: A比值为0.5,导致XOL-1蛋白的高水平和SDC蛋白的低水平；DCC不组装，剂量补偿就不能发生，导致雄性性别发育。在XX胚胎中，X: A比值为1，导致XOL-1蛋白的低水平和SDC的高水平；DCC得以组装，发生剂量补偿效应，继而抑制her-1的表达，导致雌雄同体性别发育。X信号元件（XSE ）和常染色体信号元件（ASE ）在调节XOL-1水平时可能发挥作用，以及随后的性别分化和剂量补偿复合物的组装，后者在雌雄同体中双倍下调连锁基因的表达水平。X
简述组蛋白的修饰类型及相应的酶类、导致的分子效应和生物学功能。7.
组蛋白修饰类型相应的酶分子效应生物学功能
HAT
中和赖氨酸的正电荷，基因转录活化；DNA损伤乙酰化C=O具有一定的负电，修复
能够增加与DNA的斥力，使得DNA结构变得疏松
增加赖氨酸上的疏水基因转录活化；基因转录PRMT HKMT，甲基化沉默；X染色体失活；异力染色质形成
凝缩复合物的适当募与染色体的浓缩/分离、磷酸化磷酸化（激）酶异染色质的形成。转录的集和纺锤体的正确组激活、细胞凋亡以及装；招募其他蛋白质DNA 损伤的修复均有关
泛素激活酶（E1），赖氨酸残基与泛素分招募核小体到染色体、参泛素化与X染色体失活、影响组子羧基末端的甘氨酸）泛素接合酶（E2，蛋白甲基化和基因的转-泛素蛋白质连接相互结合，
1.医学遗传学是用遗传学的理论和方法来研究人类病理性状的遗传规律及物质基础的学科 2.遗传病的类型：单基因病多基因病染色体病体细胞遗传病线粒体遗传病 3.遗传因素主导的遗传病单基因病和染色体病 4.遗传和环境因素共同作用的疾病多基因病和体细胞遗传病 5.环境因素主导的疾病非遗传性疾病 6.遗传病由遗传因素参与引起的疾病，生殖细胞或受精卵的遗传物质（染色体或基因）异常所引起的疾病，具有垂直传递的特点 7.染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同时期的不同形态结构 8.染色体的化学组成DNA 组蛋白RNA 非组蛋白 9.染色体的基本结构单位是核小体 10.染色质的类型：常染色质异染色质 11.常染色质是间期核纤维折叠盘曲程度小，分散度大，能活跃的进行转录的染色质特点是多位于细胞核中央，不易着色，折光性强12.异染色质是间期核纤维折叠盘曲紧密，呈凝集状态，一般无转录活性的染色质特点：着色较深，位于细胞核边缘和核仁周围。13.结构性异染色质是各类细胞的整个发育过程中都处于凝集状态的染色质 14.兼性异染色质是特定细胞的某一发育阶段由原来的常染色质失去转录活性，转变成凝集状态的异染色质 15.染色体的四级结构：一级结构：核小体；二级结构：螺线管；三
级结构：超螺线管；四级结构：染色单体 16.性别决定基因成为睾丸决定因子；Y染色体上有性别决定基因：SRY 17.基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变 18.点突变是基因（DNA链）中一个或一对碱基改变 19.基因突变的分子机制：碱基替换移码突变动态突变 20.碱基替换方式有两种：转换和颠换 21.碱基替换可引起四种不同的效应：同义突变、错义突变、无义突变、终止密码突变 22.移码突变：在DNA编码顺序中插入或缺失一个或几个碱基对从而使自插入或缺失的那一点以下的三联体密码的组合发生改变进而使其编码的氨基酸种类和序列发生改变 23.整码突变：DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子则合成肽链将增加或减少一个或几个氨基酸，但插入或丢失部位的前后氨基酸顺序不变动态突变：DNA分子中碱基重复序列或拷贝数发生扩增而导致的突变（脆性X综合症） 24.系谱是指某种遗传病患者与家庭各成员相互关系的图解 25.系谱分析法是通过对性状在家族后代的分离或传递方式来推断基因的性质和该性状向某些家系成员传递的概率 26.先证者是指家系中被医生或研究者发现的第一个患病个体或具有某种性状的成员 27.单基因遗传病：疾病的发生主要由一对等位基因控制，传递方式
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。
I.单选题（共497 题，0 分） 1. __是恶性肿瘤起源与发展的分子基础。能够使细胞发生癌变的基因统称为癌基因 A. 基因扩增 B. 基因缺失 C. 染色体体畸变 D. 基因插排 E. 基因改变 2. 据调查，糖尿病的单卵双生同病率为84%，双卵双生同病率为37%，根据遗传病研究的双生子法，可心计算出糖尿病的遗传率接近。 A. 100% B. 75% C. 50% D. 25% 3. 在恶性肿瘤细胞内常见到结构异常的染色体，如果一种异常的染色体较多地出现在某种恶性肿瘤的细胞内，就称为___。 A. 染色体畸变 B. 染色体变异 C. 染色体脆性 D. 标志染色体 E. 异常染色体 4. 能引起孟德尔遗传病的mtDNA改变是( )。 A. 5.0kb的“普遍缺失” B. mtDNA缺失 C. mtDNA耗竭 D. G11778A 5. 一个遗传平衡的群体，血友病的男性发病率为0.000 08，选择系数为0.9，其基因突变率为 A. 72×10-6／代 B. 40×10-6／代 C. 36×10-6／代 D. 24×10-6／代 E. 18×10-6／代 6. 1942年Klinefelter首次描述了先天性睾丸发育不全症的临床症状，故称为Klinefelter综合征。1959年，_____首次确证该病由于细胞中多了一条X染色体，核型为47， XXY。 A. Ford C. E B. Turner C. Jacob P. A. D. Klinefelter E. Lejune J 7. 首次应用分子杂交法定位的 代表性基因是( ) A. α珠蛋白基因 B. 甲型血友病基因 C. Rh血型基因 D. 囊性纤维化基因 8. 用公式h2=b／r计算遗传度 时，如果缺乏一般人群发病率数 据，可选择。 A. 患者家系中非血缘亲属是的发 病率 B. 非家族性患者家系中的发病率 C. 患者配偶家系中的发病率 D. 一个随机小样本的发病率 E. 年龄、性别与患者对应的正常人 的一级亲属 9. 遗传密码的简并性是指( ) A. 蛋氨酸密码用做起始密码 B. mRNA上的密码子与tRNA上的 反密码子不需严格配对 C. 从低等生物到人类共用一套密 码 D. AAA，AAG，AAC，AAU 都是赖 氨酸密码 E. 一个氨基酸可有多至6个密码 子 10. 当一种多基因病的群体发病 率为2.3％时，其易患性阈值与平 均值的距离为_ A. 1σ B. 2σ C. 3σ D. 4σ E. 以上都不对 11. 真核生物的TATA框是( ) A. DNA合成的起始位点 B. 能够与转录因子TFII结合 C. RNA聚合酶的活性中心 D. 翻译起始点 E. 转录起始点 12. 夫妇为先天聋哑患者，婚后 生育两个听力正常的女儿，其原因 是( ) A. 不完全外显 B. 延迟显性 C. 遗传异质性 D. 从性遗传 E. 限性遗传 13. 基因频率在小群体中的随机 增减现象称为 A. 基因的迁移 B. 突变负荷 C. 分离负荷 D. 遗传漂变 E. 以上均是 14. 进行产前诊断的指征不包括 A. 夫妇任意一方有染色体异常 B. 曾生育过染色体病患儿的孕妇 C. 年龄小于35岁的孕妇 D. 曾生育过单基因病患儿的孕妇 15. K1inefdter综合征的典，型核 型是( )。 A. 48，XXXX B. 47，XXY C. 48，XXXY D. 47，xYY E. 45，X 16. 属于XD遗传的疾病为( ) A. 甲型血友病 B. 抗维生素D性佝偻病 C. DMD D. PKU E. 先天聋哑 17. 群体中的平衡多态不表现为 A. DNA多态性 B. 染色体多态性 C. 蛋白质多态性 D. 酶多态性 E. 糖原多态性 18. 在一个干系内的标志染色体 往往相同，说明肿瘤起源于同一个 祖细胞。___是恶性肿瘤的特点之 一，可分为特异性与非特异性两
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，
《医学遗传学》教学大纲 （讨论稿） 2013年11月修订 一、课程简介 本课程在医学生学习了细胞生物学、组织胚胎学、解剖学、生理学、生物化学等课程的基础上，从个体、细胞和分子水平阐释遗传性疾病的遗传规律、发病机制、诊断、治疗和遗传保健等基本理论、基本知识和基本技能，是一门从基础医学到临床医学的桥梁课程。 二、基本学习内容和教学要求 本课程的主要学习内容包括医学遗传学基本知识、医学遗传学基础理论和人类遗传学疾病。通过本课程的教学，学生既应掌握五大类遗传性疾病的基本特点，也应掌握常见的遗传性疾病的发病机制、主要临床特征、遗传学改变和遗传病再显危险率的估计，以达到理论联系实际的目的。 按要求程度的不同，将学习内容分为三级：第一级为“掌握”，要求理解和熟记所学内容，并能脱离书本进行简明扼要的口头与书面叙述；第二级为“熟悉”，要求理解所学内容，并记住内容提要；第三级为“了解”，要求基本理解所学内容。 三、教学方法 理论联系实际，基础结合临床，遗传病案例贯穿全程；课堂讲授与课外练习并重，文献检索与英文阅读并进，知识面拓展贯穿全程。。 四、建议教材 《医学遗传学》（第三版），顾鸣敏、王铸钢主编。上海科学技术文献出版社，2013年8月 五、参考书目 1. 陈竺主编，《医学遗传学》（第二版），人民卫生出版社，2010年7月 2. 左伋主编，顾鸣敏、张咸宁副主编，《医学遗传学》（第六版），人民卫生出版社，2013年3月 3. Robert Nussbaum, Roderick R. McInnes, Huntington F. Willard. Thompson & Thompson Genetics in Medicine, 7th edition, Saunders Elsevier, 2007 六、主要参考网址 1. 上海市精品课程——医学遗传学： https://www.doczj.com/doc/da2563030.html,/jpkc/med_heredity/index.asp， 2.人类基因突变数据库：https://www.doczj.com/doc/da2563030.html, 3. 美国生物技术信息中心：https://www.doczj.com/doc/da2563030.html, 4. 人类孟德尔遗传数据库：https://www.doczj.com/doc/da2563030.html, 5. 人类基因组委员会：https://www.doczj.com/doc/da2563030.html, 七、本大纲的编写基础和适用对象及考核方法
表观遗传学：营养之间的新桥梁与健康 摘要：营养成分能逆转或改变表观遗传现象，如DNA甲基化和组蛋白修饰，从而改变表达与生理和病理过程，包括胚胎发育，衰老，和致癌作用有关的关键基因。它出现营养成分和生物活性食物成分能影响表观遗传现象，无论是催化DNA直接抑制酶甲基化或组蛋白修饰，或通过改变所必需的那些酶反应底物的可用性。在这方面，营养表观遗传学一直被看作是一个有吸引力的工具，以预防儿科发育疾病和癌症以及延迟衰老相关的过程。在最近几年，表观遗传学已成为广泛的疾病，例如2型糖尿病的新出现的问题糖尿病，肥胖，炎症，和神经认知障碍等。虽然开发治疗或预防发现的可能性这些疾病的措施是令人兴奋的，在营养表观遗传学当前的知识是有限的，还需要进一步的研究来扩大可利用的资源，更好地了解使用营养素或生物活性食品成分对保持我们的健康和预防疾病经过修改的表观遗传机制。 介绍： 表观遗传学可以被定义为基因的体细胞遗传状态，从不改变染色质结构产生的表达改变的DNA序列中，包括DNA甲基化，组蛋白修饰和染色质重塑。在过去的几十年里，表观遗传学的研究主要都集中在胚胎发育，衰老和癌症。目前，表观遗传学在许多其它领域，如炎症，肥胖，胰岛素突出抵抗，2型糖尿病，心血管疾病，神经变性疾病和免疫疾病。由于后生修饰可以通过外部或内部环境的改变因素和必须改变基因表达的能力，表观遗传学是现在被认为是在不明病因的重要机制的许多疾病。这种诱导表观遗传变化可以继承在细胞分裂，造成永久的保养所获得的表型。因此，表观遗传学可以提供一个新的框架为寻求病因在环境相关疾病，以及胚胎发育和衰老，这也是已知受许多环境因素的影响。 在营养领域，表观遗传学是格外重要的，因为营养物质和生物活性食物成分可以修改后生现象和改变的基因的表达在转录水平。叶酸，维生素B-12，甲硫氨酸，胆碱，和甜菜碱可以影响通过改变DNA甲基化和组蛋白甲基化1 - 碳代谢。两个代谢物的1-碳代谢可以影响DNA 和组蛋白的甲基化：S-腺苷甲硫氨酸（的AdoMet）5，这是一个甲基供体为甲基化反应，并S-腺苷高半胱氨酸（的AdoHcy），这是一种产物抑制剂的甲基化。因此，理论上，任何营养素，生物活性组件或条件可影响的AdoMet或的AdoHcy水平在组织中可以改变DNA和组蛋白的甲基化。其他水溶性维生素B像生物素，烟酸和泛酸也发挥组蛋白修饰重要的作用。生物素是组蛋白生物素化的底物。烟酸参与组蛋白ADPribosylation如聚（ADP-核糖）的基板聚合酶作为以及组蛋白乙酰为底物Sirt1的，其功能作为组蛋白乙酰化酶（HDAC）（1）。泛酸是的一部分辅酶A以形成乙酰CoA，这是乙酰基的中组蛋白乙酰化的源。生物活性食物成分直接影响酶参与表观遗传机制。例如，染料木黄酮和茶儿茶素会影响DNA甲基（转移酶）。白藜芦醇，丁酸盐，萝卜硫素，和二烯丙基硫化物抑制HDAC和姜黄素抑制组蛋白乙酰转移酶（HAT）。改变酶activit这些化合物可能我们的有生之年通过改变基因表达过程中影响到生理和病理过程。 在这次审查中，我们更新了关于最新知识营养表观遗传学，这将是一个有助于理解如何营养素有助于我们的健康。 知识的现状 DNA甲基化 DNA甲基化，它修改在CpG二残基与甲基的胞嘧啶碱基，通过转移酶催化和通过改变染色质结构调节基因表达模式。目前，5个不同的转移酶被称为：DNMT1，DNMT2转移酶3A，DNMT3B和DnmtL。DNMT1是一个维护转移酶和转移酶图3a，3b和L分别从头转移酶。DNMT2的功能尚不明确。通过在我们的一生，营养成分影响这些转移酶和生物活性食物成分可以改变全球DNA甲基化，这是与染色体完整性以及genespecific启动子DNA甲基化，
医学遗传学复习思考题 1、医学遗传学的概念是什么？ 是遗传学基本理论与医学紧密结合的一个学科，是以人体的各种病理性作为研究对象，探讨人类遗传病的发生、发展、遗传方式、转归、诊断及预防治疗措施的一门学科。 2、什么是遗传病？遗传病与先天性疾病、家族性疾病的关系如何？狭义遗传病：由于配子或受精卵的遗传物质发生结构或功能的改变，导致所发育成的个体产生的疾病。 广义遗传病：由于遗传因素而罹患的疾病。包括生殖细胞和体细胞遗传物质结构和功能的改变。 先天性遗传病不全是遗传病；遗传病不一定具有先天性。 家族性遗传病不完全是遗传病；遗传病不一定具有家族性。 3、确定某种疾病是否有遗传因素参与的方法主要有哪些？如何进行确定？ 1.群体筛选法 情缘关系越近，同病率越高——有遗传因素参与 2.双生子法 同卵双生与异卵双生的同病率差异大——有遗传因素参与 3.种族差异比较 同一居住地不同种族之间发病率有明显差异——有遗传因素参与 4.伴随性状分析 某一疾病经常伴随另一种已经确定由遗传决定的性状或疾病出现—
—有遗传因素参与 4、赖昂假说有哪些基本内容？ ①女性有两条X染色体，其中一条有转录活性，另一条无转录活性，在间期细胞核中螺旋化呈异固缩状态。 ②失活发生在受精后的第十六天（细胞增殖到5000-6000，植入子宫壁时） ③失活的X染色体是随机的和恒定的。 ④计量补偿，X染色质数=X染色体数—1 5、性染色质的数目与性染色体数目的关系如何？ X染色质数=X染色体数—1 Y染色质数=Y染色体数 6、什么是减数分裂？减数分裂各时期各有何主要特点？ 减数分裂：真核生物配子形成过程中，DNA复制一次，细胞连续分裂两次，染色体数目由二倍体减少到单倍体的现象。 减数分裂I 前期I 细线期：染色质凝集为染色体，呈细线状。 偶线期：同源染色体配对——联会 粗线期：染色体变短变粗，非姐妹染色体见发生交叉。 双线期：联会复合体解体，交叉端化。 终变期：四分体更短更粗，交叉数目减少，核膜、核仁消失。 中期I：四分体排列在赤道面上，纺锤体形成。
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
项目名称：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机 制 首席科学家：尚永丰北京大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标： 1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上 发表论文25篇以上。
1,倒位环：臂间倒位携带者形成的倒位环和配子的染色体情况，其中50%配子中既有缺失， 又有重复的异常染色体，也就是说有50%可能性形成不平衡合子。 2四射体：四射体将形成18种类型配子，受精后只有一种为正常人；另一种为异常携带者。其他均为不平衡染色体。因此易位携带者的后代遗传不平衡概率为8 /9。 3典型真核基因结构：1断裂基因：真核基因结构由若干个编码区和非编码区相互隔开又不连续镶嵌而成，为一个连续AA组成的完整蛋白编码2外显子和内含子：GT-AG法则3侧翼序列：启动子，增强子，终止子 4基因的表达：是储存遗传信息的基因经过一系列步骤表现出其生物性状的整个过程，包括基因转录翻译产生蛋白质或者转录产生RNA功能分子 5RNA加工过程包括：1转录：剪接，加帽，加尾2翻译：起始，延伸，终止3翻译后加工：肽链的切断 6突变诱因：物理（高能射线）化学（碱基类似物，碱基修饰剂，DNA掺入剂，抗生素） 生物（病毒真菌细菌） 7突变特征：稀有性（突变率）重演性，可逆性，多方向性，有害性和有利性，随机性，突变的时期（生殖细胞，体细胞） 8突变分子机制：基因突变分为静态突变和动态突变。静态突变分为点突变和片段突变（缺失，重复，重排），点突变是DNA链中一个或一对碱基发生的改变，包括碱基替换（同义，无义，错义，终止密码，调控序列，剪辑位点）和移码突变，片段突变指的DNA链中某些 小片段的碱基序列发生缺失重复重排。动态突变是串联重复的三核苷酸序列随着世代的传递而拷贝数逐代累加。 9,常显（AD ）:【完全显性：舞蹈症，短指症，不完全显性：软骨发育不全不规则显性：多 指症共显性，延迟显性】遗传规律：1性别无关，男女发病一样2患者双亲必有一人为患者，同胞一半几率患病3连续遗传4双亲无病子女一般无病 10常隐（AR ）：苯丙酮尿症，白化病遗传规律1性别无关，男女发病相等2散发非连续传递3双亲正常但都为携带者4近亲婚配发病率上升 11X显（XD ）:抗维生素D佝偻病遗传特征：1女性比男性多2双亲必有一名患者3男性患者女儿全是患者，儿子正常4女性杂合子患者子女有1/2可能为患者5连续遗传 12X隐：红绿色盲，血友病遗传特点：1男性多于女性2双亲无病，儿子可能发病，儿子患病母亲为携带者，女儿有1/2为携带者3男性患者母系中男性可能是患者4女性患者的父 亲一定是患者，母亲为携带者5代与代间可见明显不连续现象 13Y连锁：外耳道多毛症特征：全为男性 14以身高为例：1特征：共显性，微效性，累积性。2虽然数量性状由多基因控制，但每一对基因的遗传方式仍遵循孟德尔遗传分离和自由组合定律3假设人的身高由三对基因控制，ABC 为促进，abc为抑制基因。P：AABBCC*aabbcc F1 : AaBbCc AaBbCc* AaBbCc F1 : 一种基因型一种表现型F2:64种基因型，7种表现型 15血红蛋白分子结构：一种复合蛋白，由四个亚基单位构成的四聚体，每个亚基单位由一 条珠蛋白肽链和一个血红素辅基构成。组成血红蛋白的珠蛋白构成：一对类a链，一对类b 链 16血红蛋白遗传控制：a珠蛋白基因簇---16号染色体短臂b珠蛋白基因簇---11号染色体短臂 17血红蛋白病：基因缺陷导致珠蛋白肽链的结构功能异常 18地中海贫血：基因缺失或缺陷导致珠蛋白多肽链合成量异常a地中海贫血：1Hb Bart ? s 胎儿水肿综合征2血红蛋白H病3标准型a地中海贫血4静止型a型地中海贫血b型地中海贫血：重型中间型轻型
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二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标： 1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上 发表论文25篇以上。
表观遗传学与肿瘤 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，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。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 自20 世纪70 年代美国提出攻克癌症计划起，至今已逾30 年，全球花费大量人力、物力致力于肿瘤的研究。现在对肿瘤发生、发展的机制有了初步的了解，但还未真正认清癌变的本质。人类基因组计划（human genome project，HGP）基本完成后，研究基因的表达调控成为了解肿瘤发生机制的 关键问题之一。最近，研究发现基因的表达不仅取决于基因本身，还取决于不改变基因序列的表观遗传修饰（epigeneticmodification）。表观遗传修饰对于肿瘤的发生、诊断和治疗等具有重要意义。异常的表观遗传修饰会使基因错误地表达，引起代谢紊乱和疾病甚至肿瘤的发生。表观遗传修饰有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，其中，DNA 甲基化和组蛋白修饰是主要的 ［1-2］。
笔者对上述2 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。 1 表观遗传学 表观遗传的概念是1942 年由Waddington 提出的［3］。目前，表观遗传被定义为DNA 序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变，也就是说基因型未变化而表型却发生了改变，这种变化是细胞内除了遗传信息以外的其他可遗传物质的改变，并且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定地传递下去［4］。该表现型变化因没有直接涉及基因的序列信息，因而是“表观”的，称为表观遗传修饰，又叫表观遗传变异。于是，遗传学的研究又开辟了一个新的领域———表观遗传学。表观遗传对人体组织中多种类型细胞 的生长和分化都是至关重要的，像X 染色体失活等一些正常细胞生理过程都是由表观遗传决定［5］。包括肿瘤细胞在内，表观遗传在控制细胞行为方面扮演着重要的角色。表观遗传修饰主要包括DNA 以及一些与DNA 密切相关的蛋白质（例如组蛋白）的化学修饰，另外，某些非编码的RNA 也在表观遗传修饰中起着重要的作用。因此，表观遗传修饰能从多个水平上调控基因的表达：在DNA 水平，DNA共价结合修饰基团，使序列相同的等位基因处于不同修饰状态，如DNA 甲基化；在蛋白质水平，通过对蛋白质的修饰 或改变其构象实现对基因表达的调控，如组蛋白修饰；在染色质水平，通过染色质位置、结构的变化实现对基因表达的调控，如染色质重塑；在RNA 水平，非编码RNA 可通过某些机制实现对基因转录以及转录后
第七章多基因遗传病（一）选择题(A型选择题) 1．质量性状的变异的特点为。 A．基因符合孟德尔遗传方式 B．呈正态分布 C．基因间呈显隐性关系 D．基因间没有显隐性关系 E．可分为2～3个高峰 2．多基因遗传病患者同胞的发病率约为。 A．0．1%～1%B．1%～10%C．1/2或1/4 D．70%～80%E．20%～30% 3．下列疾病中，不属于多基因遗传病的是。 A．冠心病B．唇裂 C．先天性心脏病D．糖尿病E．并指症 4.下列关于多基因遗传的错误说法是______。 A．遗传基础是主要的影响因素 B．多为两对以上等位基因作用 C．微效基因是共显性的 D．环境因素起到不可替代的作用 E．微效基因和环境因素共同作用 5.多基因病的遗传学病因是______。 A．染色体结构改变 B．染色体数目异常 C．一对等位基因突变 D．易患性基因的积累作用 E．体细胞DNA突变 6.在多基因遗传中起作用的基因是______。 A．显性基因B．隐性基因C．外源基因 D．微效基因E．mtDNA基因
7.累加效应是由多个______的作用而形成。 A．显性基因B．共显性基因C．隐性基因 D．显、隐性基因E．mtDNA基因 8.多基因遗传与单基因遗传的共同特征是______。 A．基因型与表现型的关系明确 B．基因的作用可累加 C．基因呈孟德尔方式传递 D．基因是共显性的 E．不同个体之间有本质的区别 9.如果某种遗传性状的变异在群体中的分布只有一个峰，这种性状称______。 A．显性性状B．隐性性状C．数量性状 D．质量性状E．单基因性状 10.有两个唇腭裂患者家系，其中A家系有三个患者，B家系有两个患者，这两个家系的再发风险是。 A．A家系大于B家系B．B家系大于A家系C．A家系等于B家系 D．等于群体发病率E．以上都不对 11．某多基因病的群体发病率为1%，遗传度为80%，患者一级亲属发病率 为。 A.1% B.2% C.1/4 D.1/10 E.1/4 12._______是多基因病。 A.肾结石 B.蚕豆病 C.Down综合征 D.Marfan综合征 E.Turner综合征 13．唇裂属于_______。 A.多基因遗传病B．单基因遗传病C.质量性状遗传 D.染色体病 E.线粒体遗传病 14．微效基因所不具备的特点是_______。 A．共显性B．作用微小C．有累加作用 D．是显性基因E．2对或2对以上共同作用 15．下列______为数量性状特征。
表观遗传学与人类疾病 张永彪，褚嘉祐 （中国医学科学院中国协和医科大学医学生物学研究所遗传室，昆明 650118） GeneTex超过10年小鼠单克隆&杂交瘤技术, 国际领先的抗体生产线!快来申请多种抗体试用装>> >>表观遗传是指DNA序列不发生变化但基因表达却发生了可遗传的改变。这种改变是细胞内除了遗传信息以外的其 它可遗传物质发生的改变，即基因型未发生变化而表型却发生了改变，且这种改变在发育和细胞增殖过程中能稳定传递。表观遗传改变从以下3个层面上调控基因的表达，DNA修饰：DNA共价结合一个修饰基团，使具有相同序列的等位基因 处于不同的修饰状态；蛋白修饰：通过对特殊蛋白修饰或改变蛋白的构象实现对基因表达的调控；非编码RNA的调控：RNA可通过某些机制实现对基因转录的调控以及对基因转录后的调控，如RNA干扰(RNA interference,RNAi)。表观遗传学研究包括染色质重塑、DNA甲基化、X染色体失活，非编码RNA调控4个方面，任何一方面的异常都将影响染色质结 构和基因表达，导致复杂综合征、多因素疾病以及癌症。和DNA的改变所不同的是，许多表观遗传的改变是可逆的，这就为疾病的治疗提供了乐观的前景。本文对表观遗传四个方面的研究进展以及表观遗传疾病的发病机制进行分析和总结。 1 染色质重塑与人类疾病 核小体结构的存在为染色质包装提供了便利，但DNA与组蛋白八聚体紧密结合却为基因的表达设置了障碍，要打 破这一障碍获得有活性的染色质结构，可通过染色质重塑来实现。染色质重塑是指在能量驱动下核小体的置换或重新排列。它改变了核小体在基因启动子区的排列，增加了基础转录装置和启动子的可接近性。染色质重塑的发生和组蛋白N 端尾巴修饰密切相关，尤其是对组蛋白H3和H4的修饰。修饰直接影响核小体的结构，并为其它蛋白提供了和DNA作用的结合位点。染色质重塑和组蛋白修饰均由各自特异的复合物来完成，两者发生的先后顺序与启动子序列的特异性有关；后与启动子结合的复合物有助于维持两个复合物与启动子的稳定结合，且两复合物又可相互加强对方的功能。染色质重塑复合物、组蛋白修饰酶的突变均和转录调控、DNA甲基化、DNA重组、细胞周期、DNA的复制和修复的异常相关，这些异常可以引起生长发育畸形，智力发育迟缓，甚至导致癌症。 1.1 ATP依赖的染色质重塑与人类疾病
项目名称：肿瘤发生发展的表观遗传学机制及治疗学基础 推荐单位：中华医学会 项目简介： 恶性肿瘤是严重危害人类健康的重大疾病。随着分子医学和分子生物学的发展，抗癌药物的研究已从传统的、非特异的细胞毒药物向作用于多信号传导分子、多环节的选择性靶向抗癌药物发展。组蛋白去乙酰化酶抑制剂是科学界所公认的一类对肿瘤治疗十分有效且比较特异的药物。随着组蛋白去乙酰化酶抑制剂越来越多的作用被人们发现，理论方面仍然存在许多迫切需要解决的问题，去乙酰化酶抑制剂的深入研究对肿瘤的临床诊断、治疗和预防都将具有重要的意义。 近年来朱卫国教授课题组一直致力于表观遗传与肿瘤发生发展的研究，主要研究方向是针对组蛋白去乙酰化酶活性及去乙酰化酶抑制剂（HDACi）对肿瘤发生在肿瘤治疗方面的机制研究。经过多年研究探索，取得了一系列的科学进展。主要创新点包括：1.在生化与分子生物学及细胞生物学领域，发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂不仅可以诱导组蛋白乙酰化，还可以诱导非组蛋白发生乙酰化，其抑制肿瘤作用可能与HDACi诱导的乙酰化p53及FoxO1有关。并且发现第三类组蛋白去乙酰化酶SIRT2参与抑制肿瘤细胞自噬的生物学过程（代表性论文1,2,3,4,7)。2.在表观遗传学领域，提出组蛋白去乙酰化酶抑制剂抑制DNA甲基化的新机制，认为DNA甲基化也可能是基因失活的伴随现象，组蛋白修饰引起的染色质变化可能是基因失活的关键（代表性论文5）。3.在肿瘤治疗学领域，阐明了去甲基化药物-核苷衍生物（5-氮脱氧胞苷）和去组蛋白乙酰化酶抑制剂广泛诱导肿瘤细胞凋亡的可能机制，证明5-氮脱氧胞苷在该模型中并不完全依赖于调节DNA甲基化，而是与诱导DNA损伤有关（代表性论文6,8）。课题组在HDACi研究方面取得了原创性研究成果，在国际上独树一帜，其科学意义在于：1.对表观遗传治疗肿瘤的模型建立做出了贡献。在首次用去甲基化药物5-氮脱氧胞苷和HDACi联用诱发肿瘤细胞凋亡的基础上，探索了其机制，使肿瘤表观遗传治疗的理论基础进一步扩展。2.有机的将DNA甲基化与组蛋白修饰联系起来，对表观遗传机制的研究有促进作用。3.将组蛋白去乙酰化酶抑制剂治疗肿瘤的机制深化并与非组蛋白乙酰化的效应（如自噬等）有机联系起来。 课题组在该项目上共发表SCI论文15篇，其中八篇代表性论文总被引用次数达440次，其中他引396次，单篇最高他引116次。主要论文受到Nature、Science及Cell系列多篇文章的引用和支持。我们的研究在国际国内同领域内受到关注与重视，2010年发表的NCB论文和2008年发表的JBC论文均被Nature China列为研究亮点。第一完成人朱卫国教授被邀在JBC、Oncogene、Cancer Research等主流杂志审稿数十篇，也应邀在多个国际学术大会上做主题发言。培养35名研究生，其中已毕业15名博士研究生。 主要完成人及学术贡献： 姓名：朱卫国 排名：1 技术职称：教授 工作单位：北京大学医学部 对本项目贡献：负责课题的总体设计、实施，数据分析撰写论文，是新理论或发现的主要贡献人，对三个发现点做出重要贡献。 经过近十年的研究，在国际上首次报道和建立了去甲基化药物-核苷衍生物（5-氮脱氧胞苷）
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