了解疾病表观遗传原因的宝藏图
在科学家首次绘制人类基因组图谱超过15年后，大多数疾病仍然无法根据一个人的基因预测，导致研究人员探索疾病的表观遗传原因。但表观遗传学的研究不能像遗传学那样进行，因此进展缓慢。现在，贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的USDA / ARS儿童营养研究中心的研究人员确定了科学家应该关注的基因组的一个独特部分。他们的报告在基因组生物学中发表，该报告提供了加速表观遗传学和人类疾病研究的“宝藏图” 。
表观遗传学是一种用于分子标记DNA的系统 - 它告诉身体中的不同细胞哪种基因在该细胞类型中打开或关闭。但是表观遗传学的细胞特异性使得研究具有挑战性。虽然血液样本可用于对个体进行“基因分型”，但血液DNA中的大多数表观遗传标记未提供关于身体其他部位（例如大脑或心脏）中的表观遗传失调的线索。
贝勒的营养学和分子与人类遗传学儿科教授Robert A. Waterland及其团队确定了基因组的特殊区域，其中血样可用于推断全身的表观遗传调控，使科学家能够进行测试对于表观遗传病的原因。
为此，他们专注于最稳定的表观遗传调控形式 - DNA甲基化。向DNA分子中添加甲基基团发生在胚胎状态，并可能影响您一生的健康。
为了鉴定人类之间DNA甲基化不同但在不同组织中一致的基因组区域，他们在10个尸体中的每一个的三个组织（甲状腺，心脏和脑）中描绘了整个基因组中的DNA甲基化。
“由于这些组织各自代表了早期胚胎的不同层，我们基本上可以追溯到早期胚胎发育过程中发生的事件，”沃特兰说。“为了绘制DNA甲基化，我们将甲基化信息转换成遗传信号，然后对基因组进行测序。我们的地图集需要大量的测序数据 - 比2001年第一张人类基因组图谱所用数据多370倍。”
研究人员绘制的近10,000个区域，称为系统性个体间变异的相关区域（CoRSIV），构成了人类以前未被认识到的分子个体水平。
“最近的研究已经表明，这些地区的甲基化与一系列人类疾病有关，包括肥胖，癌症，自闭症，阿尔茨海默病和腭裂，”Baylor and co分子和细胞生物学副教授Cristian Coarfa博士说。
沃特兰认为，这些研究结果将改变表观遗传学和疾病的研究，因为研究人员现在将知道基因组的位置。
“由于表观遗传标记具有稳定沉默或稳定激活基因的能力，任何具有遗传基础的疾病都可能具有表观遗传基础，”Waterland说。“从表观遗传的角度来看，我们有很大的潜力来理解疾病过程.CORRS是这方面的入口。”
这项工作的其他贡献者包括Chathura J. Gunasekara，C。Anthony Scott，Eleonora Laritsky，Maria S. Baker，Harry MacKay，Jack D. Duryea，Noah J. Kessler，Garrett Hellenthal，Alexis C. Wood，Kelly R. Hodges， Manisha Gandhi，Amy B. Hair，Matt J. Silver，Sophie E. Moore，Andrew M. Prentice，Yumei Li和Rui Chen。
这项工作得到比尔和梅林达盖茨基金会，NIH / NIDDK（1R01DK111522），德克萨斯州癌症预防和研究所（RP170295），美国农业部/ ARS（CRIS 3092-5-001-059），英国医学研究委员会（比尔和梅林达盖茨基金会（OPP1 066947），NIH（S10OD023469），NIH / NICHD（1R21HD087860）和Wellcome Trust（098386 / Z / 12 / Z）。