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,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。     

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,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。     

蛋氨酸对动物表型性状的影响及DNA甲基化调控机制的研究进展

蛋氨酸(methionine,Met)是动物生长代谢过程中重要的甲基供体,同时作为必需氨基酸中唯一的含硫氨基酸,与赖氨酸一起为玉米—豆粕型日粮或微生物蛋白合成的第一或第二限制性氨基酸。另外,Met作为饲料添加剂对动物机体的生产性能、自身免疫力及疾病预防具有重要作用。随着营养表观遗传学在动物领域研究的不断发展,可实现以Met作为重要的营养素对动物进行表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑及非编码RNA等)。DNA甲基化作为表观遗传修饰的方式之一,对于研究表型性状具有重要作用,是联系基因和表型间的纽带。文章介绍了DNA甲基化的作用机制及蛋氨酸代谢的调控机制,为今后正确理解Met与表观遗传学修饰之间的联系,进一步揭示表型性状的分子作用机制提供参考。通过基因组学进一步对Met如何在分子水平影响动物表型性状的改变进行展望与分析,也有助于掌握Met需要的个体差异,确定个体的营养需要量,实现真正的"基因饲养"模式。     

表观遗传学:家畜遗传育种的新挑战

表观遗传变异是在DNA序列并没有发生改变的情况下,基因表达调控发生了可遗传性的变化,并最终导致了基因功能甚至个体表型的变化。表观遗传修饰主要包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰和非编码RNA调控等。目前,表观遗传学正渗透到家畜遗传育种领域,论文着重探讨了表观遗传学在家畜遗传育种中的研究进展及其所面临的新挑战。     

表观遗传学及其在动物遗传育种中的应用探析

本文论述了表观遗传学与经典遗传学的关系,DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA和副突变等表观遗传学所涉及的分子机制,以及表观遗传学在动物遗传育种研究中的应用.     

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。     

家禽营养表观遗传学研究进展

表观遗传是在不改变DNA碱基序列的前提下,引起基因表达改变的一种可遗传现象。营养表观遗传学作为表观遗传学的一个重要分支,主要通过研究营养素对染色质修饰的影响,进而从分子水平解释早期营养及其他环境因素的变化对后期健康的影响机制。目前,表观遗传修饰和营养调控的研究已成为营养学领域新的研究热点。多项研究表明,营养素可通过对表观遗传的调控改善家禽生产性能,并提高家禽生产力。本文主要论述了表观遗传调控与家禽生产性能的关系,并从深层次阐明各营养素通过影响表观遗传修饰从而改善家禽生长发育及生产性能的具体分子机制。     

丁酸和植物提取物在动物组蛋白乙酰化中的作用

表观遗传学是遗传学研究的热点,然而针对畜禽的研究还处在起步阶段。表观遗传学的范畴包括组蛋白质修饰、DNA甲基化、microRNA调控等。本文综述了丁酸和植物提取物等饲料添加剂作为组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂在模型动物及畜禽上的研究进展。     

DNA甲基化及营养素对其调控作用研究进展

随着营养学和遗传学的深入发展,人们也越来越关注营养与遗传的交叉研究,因而出现了一些新的学科,如营养基因组学(Nutrigenomics)、营养遗传学(Nutrigenetics)和表观遗传学(Epigenetics)等。这些学科将营养和遗传因素综合起来考虑二者对动物生长发育的调节作用,更加全面地探索动物生长发育的机理。本文主要讨论目前表观遗传中的DNA甲基化机理,以及动物生长发育过程中不同营养素对DNA甲基化的影响。     

表观遗传学在家养动物遗传育种中的应用

表观遗传学(Epigenetics)是指DNA序列没有变化,而基因表达或表型却发生了可遗传并潜在可逆的改变,对动物的生长发育、疾病抗性、繁殖等性状的表达起到了重要的调控作用。由于表观遗传学起到了解释传统遗传学对性状变异无法解释的作用,因此,近20年来,其在家养动物育种领域的研究速度极为迅速。文中综述和分析了表观遗传学在猪、牛、羊和鸡等传统家养动物育种领域的研究现状及相关技术的发展趋势,将对全面了解家养动物经济性状及优异性状形成的分子机制,拓展改善经济性状的育种手段提供理论依据。     

The Main Research Fields and Progress of Livestock Epigenetics

Epigenetics means that there are heritable changes in gene expression while without a change in DNA sequence.In the recent years,the researches of epigenetic regulation on livestock field have developed rapidly.The main studied domestic animals include poultry,swine,bovine,sheep and goat,thus a new subject——livestock epigenetics is developing.Livestock epigenetics mainly uses various kinds of epigenetic modifications involved in DNA methylation,histone modification and non-coding RNAs regulation to study livestock growth and development,disease resistance,reproduction and economic traits,and so on.Here,we reviewed the mainly research fields and progress on livestock epigenetics,the trends of livestock epigenetics studies were also discussed to comprehensively understand the molecular basis of the complex traits formation of livestock and poultry,which greatly broadened the research and strategy to improve the economic traits of livestock and poultry.     

拷贝数变异在畜禽中的研究进展

拷贝数变异（copy number variation,CNV）具有多种形式的变异结构,在品种多样性、生物进化和疾病相关性等研究中起着重要作用,并具有片段长度大、覆盖范围广等特点。随着分子生物学的发展及DNA测序技术的日渐成熟,人们对遗传变异的研究不断向DNA分子水平深入,多态性标记在畜禽育种中已逐渐成为动物育种研究的趋势和主流。由于CNV对基因的调控和表达所造成的影响更为显著,因此,CNV在重要畜禽中的研究越来越多。目前,已检测出大量有关畜禽重要经济性状的基因序列变异,并有许多研究均表明CNV与动物的重要经济特征及疾病的发生有关。笔者主要通过参考国内外相关的研究报道,简述了CNV的相关研究背景、概念、突变机制,归纳总结了CNV对牛、羊、猪、鸡的经济性状、繁殖性状和疾病调控的影响,以期通过对这些重要畜禽的基因组学研究揭示其适应性遗传机理和表型性状差异的遗传基础,开发相应的分子遗传标记,为畜禽的标记辅助选育提供理论基础。     

饲料添加剂调节畜禽肠道菌群及其生长性状的研究进展

肠道菌群影响畜禽生长发育以及相关多个重要经济性状。就多种饲料添加剂调节畜禽肠道菌群及其生长性状的研究进展进行综述。从生物学机制出发,介绍了饲料添加剂对畜禽肠道菌群及其生长性状的影响和菌群移植影响宿主生长性状的研究进展,总结了通过饲料添加剂影响畜禽肠道菌群、改善畜禽生长性能的应用实践。     

可变剪接及其在畜禽育种中的研究与应用

可变剪接是指个体发育或者细胞分化时有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,从而产生组织或发育阶段特异性mRNA的过程。通过可变剪接,生物体可以由单个基因产生多个不同的蛋白质异构体,从而导致大量的蛋白质变异。因此,可变剪接在动物生长发育和生理代谢等过程中发挥重要的调控作用。本文对可变剪接的类型、鉴定方法及其对畜禽各种经济性状的影响进行了总结,并展望了其在畜禽育种中的应用前景,以期为畜禽育种改良进行提供新思路。     

家畜认知功能及其调控机制

动物认知是指动物受到环境变化的刺激或应激时，对其刺激做出的关联性学习和记忆，并做出适当的决定与反应能力。研究表明，家畜的认知功能与其繁殖性能和畜牧生产密切相关。这篇综述重点对近年来家畜认知行为和认知功能的国内外研究进展及认知对家畜繁殖、生产性能等方面的影响进行概述，较系统地阐述了“神经血管单元”、表观遗传修饰以及线粒体对认知功能的调控机制，为家畜认知行为和认知功能的深入研究提供重要的参考价值。     

Research Progress of Alternative Splicing and Its Application in Livestock and Poultry Breeding

Alternative splicing(AS) refers to the process of selective splicing across exons or splice junctions during individual development or cell differentiation to produce tissue-or development-stage specific mRNA. Through AS process, organisms can produce many different protein isomers from a single gene and finally increase the proteome diversity. Therefore, AS plays an important role in the regulation of animal growth, development and physiological metabolism. This article not only summarized the types and the detection methods of alternative splicing, but also highlighted its impact on various economic traits of livestock and poultry, and prospected its application prospects in livestock and poultry breeding. This article could provide new ideas for the improvement of livestock and poultry breeding.     

CRISPR/dCas9技术在基因表达调控中的研究进展

CRISPR/dCas9是在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上改造升级建立起的一种用于调控基因组转录与表观遗传修饰的系统,它不仅继承了CRISPR/Cas9系统的精准性,同时还展现出了良好的作用效果。在该系统中dCas9蛋白保留了Cas9蛋白结合DNA的能力而切割功能不复存在。将dCas9蛋白与不同的激活、抑制效应子域和表观遗传调控酶偶联,可以对基因表达与表观遗传修饰进行精确调控。组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、DNA甲基化等表观遗传修饰过程是基因表达的基础,对整个生命过程作出了巨大的贡献,同时表观遗传与多种疾病和癌症都存在因果关系,因此以CRISPR/dCas9系统为框架的不同表观遗传修饰系统在人类疾病治疗和癌症研究领域具有重要的研究价值。笔者简要介绍了CRISPR/Cas9系统的发现过程以及作用原理,主要总结了以CRISPR/dCas9系统为框架的不同调控系统在基因表达调控和表观遗传调控中的应用以及优化过程,以期为从事相关领域的科研工作者提供一些参考。     

m6A表观遗传修饰及其调控机制研究进展

N⁶-甲基腺嘌呤（N⁶-methyladenosine，m⁶A）修饰是现阶段发现的真核生物体内最广泛的RNA表观遗传修饰方式，近年来研究显示，m⁶A在真核生物间具有较高的保守性，在基因表达及细胞命运调控中发挥着关键作用，且对mRNA的可变剪接、定位、翻译及稳定性有较大影响。现有的m⁶A修饰检测技术可以较为准确、高效地检测出生物样本中的m⁶A修饰丰度，并能快速、简便地进行m⁶A修饰的高通量测序，以及在单碱基分辨率下检测m⁶A修饰在RNA上的位置。尽管m⁶A修饰相关调控蛋白对畜禽复杂经济性状的影响近年来已有少量报道，但其中的作用机制仍未得到充分阐明。大量人类及模式生物上的研究表明，m⁶A修饰相关蛋白能够影响生长发育、繁殖、热应激、炎症及癌症等生物学过程，为探究畜禽m⁶A修饰参与复杂性状调控机制提供一定的借鉴意义。作者主要从m⁶A甲基化修饰相关蛋白（甲基转移酶、去甲基化酶及读取蛋白）、m⁶A检测技术、m⁶A对哺乳动物复杂性状的调控机制、m⁶A与其他表观修饰的互作机制等方面进行阐述，为m⁶A在畜禽遗传育种中的应用提供新的见解。     

霉菌毒素对畜禽的危害及削减方法研究进展

霉菌毒素是由不同种属真菌产生的次级代谢物,其对多种动物（包括人在内）具有显著毒性效果,如降低畜禽生产性能、损害脏器功能、影响机体免疫功能、造成细胞和DNA氧化损伤,甚至导致动物死亡等。饲料及其原料霉菌毒素污染是一个广泛的、全球性的问题,既可在作物田间生长时产生,也可在仓储期间产生,给畜禽养殖业造成了巨大的经济损失,防控霉菌生长及去除饲料中霉菌毒素已成为国内外研究的热点。实际上,不同霉菌毒素对不同动物的损害具有差异性,而在畜禽养殖过程中添加适当物质（如蒙脱石和酶制剂等）可有效抑制霉菌毒素活性,缓解霉菌毒素的毒性。作者详细论述了玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、呕吐毒素、T-2毒素、黄曲霉毒素和烟曲霉毒素对畜禽的危害,并从物理、化学、生物角度介绍了削减饲料及其原料中霉菌毒素的方法,旨在为合理有效防控霉菌毒素毒害及保障畜禽健康养殖提供参考。