表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)研究的是基因活動和表達(dá)的調(diào)控方式,是指在基因序列沒有發(fā)生改變的情況下,基因表達(dá)出現(xiàn)了可遺傳的變化,這種變化是動態(tài)的、可逆的。表觀遺傳學(xué)的研究對象包括DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑、非編碼RNA等,這些分子機(jī)制可以在細(xì)胞內(nèi)傳遞遺傳信息,激活或抑制基因的表達(dá),進(jìn)而影響生物體的生長發(fā)育、健康狀態(tài)和疾病發(fā)展。
CUSABIO致力于為研究人員提供高精確性、高靈敏度的即用型表觀遺傳學(xué)ELISA試劑盒,滿足多種檢測樣本,幫助您深度解讀DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑以及非編碼RNA等關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制,為您的科學(xué)研究提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)支持,助力您在表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域取得更多突破性進(jìn)展。
DNA甲基化
DNA甲基化是指甲基基團(tuán)在甲基轉(zhuǎn)移酶的作用下,結(jié)合到基因組DNA分子上的一種化學(xué)修飾過程,也是最重要的表觀遺傳修飾形式。真核生物中主要存在兩種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶,分別為DNMT1(甲基轉(zhuǎn)移酶1)和DNMT3a、DNMT3b。DNA甲基化能夠影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、基因啟動子的可訪問性以及轉(zhuǎn)錄因子與DNA的相互作用,在細(xì)胞分化、基因沉默、維持基因組穩(wěn)定性和環(huán)境響應(yīng)等生物學(xué)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。異常的DNA甲基化則與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān):一方面,基因組整體甲基化水平的降低可能導(dǎo)致原癌基因的活化、轉(zhuǎn)座子異常表達(dá)以及基因組不穩(wěn)定等現(xiàn)象,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤發(fā)生;另一方面,基因啟動子區(qū)的CpG島(胞嘧啶—磷酸—鳥嘌呤)發(fā)生異常高甲基化,導(dǎo)致基因沉默,致使抑癌基因表達(dá)降低,也會促進(jìn)腫瘤的形成和發(fā)展,某些癌癥(例如結(jié)腸癌)中的高甲基化可用作早期診斷的生物標(biāo)志物。
組蛋白修飾
DNA以染色質(zhì)的形式存在于細(xì)胞核中,而染色質(zhì)除了包含DNA外,還有組蛋白、非組蛋白以及少量RNA。組蛋白(histone)是染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)蛋白,是指真核生物體細(xì)胞染色質(zhì)與原核細(xì)胞中的蛋白質(zhì)。組蛋白修飾(histone modification)是指組蛋白在相關(guān)酶作用下發(fā)生甲基化、乙?;?、泛素化、磷酸化等翻譯后修飾的過程,且這些修飾為可逆共價修飾,其發(fā)生、去除以及發(fā)揮作用又主要通過組蛋白修飾酶及相應(yīng)的輔因子進(jìn)行調(diào)控,包括Writer(寫入)、Eraser(擦除)和Reader(讀?。┤箢?。組蛋白修飾不僅能夠調(diào)控基因的表達(dá),同時也影響各類疾病的發(fā)生發(fā)展,包括一些免疫性疾病以及腫瘤。較低水平的組蛋白甲基化或乙?;c前列腺癌、肺癌和腎癌的不良預(yù)后相關(guān),相反,較高水平的特定組蛋白修飾 (H3K9ac) 與肺癌較低的生存率相關(guān) [1]。
修飾類型 | Writer | Eraser |
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甲基化 | 賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(HKMTs)和精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶(PRMTs) | 賴氨酸去甲基化酶(KDM1/LSD1)和含有Jumonji C結(jié)構(gòu)域的去甲基化酶(JMJ) |
乙?;?/td> | 組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶 (HATs) | 組蛋白去乙?;?(HDACs) |
磷酸化 | 激酶類 | 磷酸酶類 |
染色質(zhì)重塑
染色質(zhì)重塑是指染色質(zhì)的包裝狀態(tài)、核小體中組蛋白以及對應(yīng)DNA分子發(fā)生一系列變化而造成染色質(zhì)位置和結(jié)構(gòu)改變的現(xiàn)象,其機(jī)制通常包括組蛋白修飾和ATP酶依賴的的染色質(zhì)重塑。ATP酶依賴的的染色質(zhì)重塑是指在染色質(zhì)重塑復(fù)合物或重塑因子的介導(dǎo)下,應(yīng)用ATP水解的能量移動、松解、排出或重建核小體,調(diào)控染色質(zhì)的包裝狀態(tài)。染色質(zhì)重塑能夠調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄,參與細(xì)胞正常的生長發(fā)育;相反,異常的染色質(zhì)重塑則會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生,比如,染色質(zhì)重塑復(fù)合物ARID1A、SMARCA4和SMARCB1、ACTL6A、CHRAC1、RSF1的基因突變已被證明與不同類型的卵巢癌發(fā)生相關(guān) [2]。
非編碼RNA
非編碼RNA(Non-coding RNA, ncRNA)是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA。功能性非編碼RNA主要包括miRNA、siRNA、lncRNA和circRNA等。
(1)miRNA是一類長約18~22個nt(核苷酸)的微小ncRNA,參與轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)調(diào)控,其作用機(jī)制是與mRNA 互補(bǔ),讓mRNA 沉默或者降解。miRNA結(jié)構(gòu)和功能的任何變化都可能導(dǎo)致疾病的發(fā)生,一些表現(xiàn)出致癌功能的 miRNA 被稱為 onco-miR。
(2)siRNA的長度20-25nt,特異性強(qiáng),能夠有效抑制靶基因的表達(dá),對許多癌癥如肺癌和腦膠質(zhì)瘤等癌細(xì)胞有顯著的抑制作用。
(3)lncRNA是一類長度大于200 nt的ncRNA,數(shù)量占細(xì)胞內(nèi)總RNA的70%-98%,具有協(xié)調(diào)DNA甲基化、染色質(zhì)結(jié)構(gòu)重塑和組蛋白化學(xué)修飾等作用。lncRNA的作用機(jī)制還有許多模糊的地方,但研究發(fā)現(xiàn)有些lncRNA在腫瘤中非常敏感,這為治療癌癥提供了新思路。
(4)circRNA是一種環(huán)狀RNA,由于其特殊的閉環(huán)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不僅在生物的發(fā)育進(jìn)程具有重要的生物學(xué)功能,如充當(dāng)miRNA 海綿、作為內(nèi)源性RNA 以及生物標(biāo)記物,還參與著多種疾病的發(fā)生和發(fā)展,是目前RNA 研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn)。
圖1. CircRNA在常見癌癥中的分布 [3]
CUSABIO的表觀遺傳學(xué)ELISA試劑盒列表
貨號 | 產(chǎn)品名稱 | 靈敏度 | 靶點(diǎn) |
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CSB-EL002802HU | Human Bromodomain-containing protein 4(BRD4) ELISA kit | 4.68 pg/mL | BRD4 |
CSB-EL004976HU | Human Cytidine deaminase(CDA) ELISA kit | 3.9 pg/mL | CDA |
CSB-EL006590HU | Human DNA damage-inducible transcript 4 protein(DDIT4) ELISA kit | 0.039 ng/mL | DDIT4 |
CSB-EL006710HU | Human Protein DEK(DEK) ELISA kit | 5.86 pg/mL | DEK |
CSB-E09068h | Human deoxyribonuclease Ⅰ,DNase-Ⅰ ELISA Kit | 0.39 ng/mL | DNASE1 |
CSB-EL007049BO | Bovine Deoxyribonuclease-1(DNASE1) ELISA kit | 3.1 pg/mL | DNASE1 |
CSB-EL007052HU | Human Deoxyribonuclease gamma(DNASE1L3) ELISA kit | 5.86 pg/mL | DNASE1L3 |
CSB-EL007520HU | Human Protein argonaute-2(EIF2C2) ELISA kit | 6.25 pg/mL | EIF2C2 |
CSB-EL007520MO | Mouse Protein argonaute-2(EIF2C2) ELISA kit | 7.81 pg/mL | EIF2C2 |
CSB-EL007681HU | Human Ectonucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase family member 3(ENPP3) ELISA kit | 0.039 ng/mL | ENPP3 |
CSB-EL009161HU | Human Growth arrest and DNA damage-inducible protein GADD45 alpha(GADD45A) ELISA kit | 6.25 pg/mL | GADD45A |
CSB-E14145m | Mouse growth arrest-specific gene-6(gas-6)ELISA Kit | 17.086 pg/mL | GAS6 |
CSB-EL010418HU | Human Histone H3.1(HIST1H3A) ELISA kit | 5.8 pg/mL | HIST1H3A |
CSB-E13159h | Human histidine-rich glycoprotein (HRG) ELISA kit | 1.56 μg/mL | HRG |
CSB-EL010736MO | Mouse Histidine-rich glycoprotein(HRG) ELISA kit | 3.12 ng/mL | HRG |
CSB-EL011843MO | Mouse Ubiquitin-like protein ISG15(ISG15) ELISA kit | 0.078 ng/mL | ISG15 |
CSB-E12075h | Human ubiquitin-like modifier (ISG15) ELISA kit | 0.195 ng/mL | ISG15 |
CSB-EL011843BO | Bovine Ubiquitin-like protein ISG15(ISG15) ELISA kit | 0.078 ng/mL | ISG15 |
CSB-EL012147HU | Human Kelch-like ECH-associated protein 1(KEAP1) ELISA kit | 6.25 pg/mL | KEAP1 |
CSB-EL012394HU | Human Krueppel-like factor 4(KLF4) ELISA kit | 4.6 pg/mL | KLF4 |
CSB-E15769h | Human melanoma-associated antigen 3 (MAGE-3) ELISA Kit | 0.156 ng/mL | MAGEA3 |
CSB-E09260h | Human c-myc Oncogene product,c-myc ELISA Kit | 0.078 ng/mL | MYC |
CSB-EL015278HU | Human N-myc proto-oncogene protein(MYCN) ELISA kit | 3.9 pg/mL | MYCN |
CSB-EL015319HU | Human E3 ubiquitin-protein ligase MYLIP(MYLIP) ELISA kit | 3.9 pg/mL | MYLIP |
CSB-EL017379MO | Mouse Protein-arginine deiminase type-4(PADI4) ELISA kit | 1.17 pg/mL | PADI4 |
CSB-E16219h | Human protein-arginine deiminase type-4(PADI4) ELISA kit | 0.039 ng/mL | PADI4 |
CSB-EL017722HU | Human Protein disulfide-isomerase A4(PDIA4) ELISA kit | 5.8 pg/mL | PDIA4 |
CSB-E11308h | Human protein(peptidylprolyl cis/trans isomerase)NIMA-interacting 1,PIN1 ELISA Kit | 0.39 pg/mL | PIN1 |
CSB-EQ027833HU | Human RNA polymerase III (Pol III) antibody ELISA kit | Request Information | Pol III Ab |
CSB-EL019571HU | Human RE1-silencing transcription factor(REST) ELISA kit | 7.81 pg/mL | REST |
CSB-EL019798HU | Human Ribonuclease 7(RNASE7) ELISA kit | 0.39 ng/mL | RNASE7 |
CSB-EL020818MO | Mouse Secretoglobin family 3A member 1(SCGB3A1) ELISA kit | 15.6 pg/ml | SCGB3A1 |
CSB-EL020819MO | Mouse Secretoglobin family 3A member 2(SCGB3A2) ELISA kit | 2.35 pg/mL | SCGB3A2 |
CSB-EL021142HU | Human Serine/arginine-rich splicing factor 1(SFRS1) ELISA kit | 7.81 pg/mL | SFRS1 |
CSB-E16187m | Mouse NAD-dependent deacetylase sirtuin-1(Sirt1)ELISA Kit | 0.039 ng/mL | SIRT1 |
CSB-E15058h | Human NAD-dependent deacetylase sirtuin-1 (SIRT1/SIR2L1) ELISA kit | 0.039 ng/mL | SIRT1 |
CSB-EL021339RA | Rat NAD-dependent protein deacetylase sirtuin-1(SIRT1) ELISA kit | 8.5 pg/mL | SIRT1 |
CSB-E17018h | Human NAD-dependent deacetylase sirtuin-6 (SIRT6/SIR2L6) ELISA kit | 0.78 pg/mL | SIRT6 |
CSB-EL021860MO | Mouse E3 ubiquitin-protein ligase SMURF1(SMURF1) ELISA kit | 7.8 pg/mL | SMURF1 |
CSB-E17858h | Human thiopurine S-methyltransferase (TPMT) ELISA kit | 0.39 mU/mL | TPMT |
CSB-EL024502HU | Human E3 ubiquitin-protein ligase TRIM63(TRIM63) ELISA kit | 3.1 pg/mL | TRIM63 |
CSB-E13238h | Human Protein Gene Product 9.5 (PGP 9.5) ELISA Kit | 1.56 ng/mL | UCHL1 |
CSB-E11789h | Human tryptophanyl-tRNA synthetase,WARS ELISA Kit | 0.078 ng/mL | WARS |
CSB-EL027165HU | Human Zyxin(ZYX) ELISA kit | 5.8 pg/mL | ZYX |
表觀遺傳學(xué)的研究前景
(1)癌癥早期診斷和治療:表觀遺傳學(xué)的研究有助于我們更好地理解癌癥的發(fā)生和發(fā)展機(jī)制,這可以幫助開發(fā)更有效的癌癥治療方法,包括針對表觀遺傳修飾的藥物治療。此外,表觀遺傳學(xué)還可以為癌癥的早期診斷提供新的標(biāo)志物。
(2)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué):表觀遺傳學(xué)研究為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供了更多的工具和資源。通過分析患者的表觀遺傳標(biāo)志物,醫(yī)生可以更好地了解患者的疾病風(fēng)險、病情進(jìn)展和治療反應(yīng),從而制定更個體化的治療方案。
(3)環(huán)境與健康:表觀遺傳學(xué)也有助于研究環(huán)境因素對健康的影響。人們的生活方式、環(huán)境暴露和飲食選擇等因素都可以調(diào)控表觀遺傳修飾,進(jìn)而影響到人類健康。這有助于我們更好地理解環(huán)境因素與基因之間的互動關(guān)系。
(4)腦科學(xué):表觀遺傳學(xué)的研究在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域也具有重要意義。它可以幫助我們更好地理解神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、學(xué)習(xí)與記憶、神經(jīng)退化性疾病等方面的機(jī)制。
(5)衰老和壽命:表觀遺傳學(xué)的研究也涉及到了人類壽命和衰老的機(jī)制。了解表觀遺傳修飾在衰老過程中的作用,有助于尋找延長壽命和改善老年健康的方法。
總之,表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究前景非常廣闊,有望在醫(yī)藥、生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域取得重大突破,為改善健康、治療疾病和推動科學(xué)進(jìn)步做出重要貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1] Fardi M, Solali S, Farshdousti Hagh M. Epigenetic mechanisms as a new approach in cancer treatment: An updated review[J]. Genes&Diseases, 2018, 5(4): 304-311.
[2] Ieva V, Rasa S, Rimantas J L, et al. The Emerging Role of Chromatin Remodeling Complexes in Ovarian Cancer[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2022, 23(22).
[3] Cheng D, Wang J, Dong Z, et al. Cancer-related circular RNA: diverse biological functions[J]. Cancer Cell International, 2021, 21 (1): 11.