Un epigenoma consiste en un registro de los cambios químicos en el ADN y las proteínas histonas de un organismo; estos cambios pueden transmitirse a la descendencia de un organismo a través de la herencia epigenética transgeneracional varada . Los cambios en el epigenoma pueden provocar cambios en la estructura de la cromatina y cambios en la función del genoma . [1]
El epigenoma participa en la regulación de la expresión génica, el desarrollo, la diferenciación de tejidos y la supresión de elementos transponibles . A diferencia del genoma subyacente, que permanece en gran parte estático dentro de un individuo, el epigenoma puede ser alterado dinámicamente por las condiciones ambientales.
Cáncer
La epigenética es un tema actualmente activo en la investigación del cáncer . Los tumores humanos sufren una importante alteración de los patrones de metilación del ADN y modificación de histonas . El paisaje epigenético aberrante de la célula cancerosa se caracteriza por una hipometilación genómica global, hipermetilación del promotor de isla CpG de genes supresores de tumores , un código de histona alterado para genes críticos y una pérdida global de histona H4 monoacetilada y trimetilada.
Proyectos de investigación de epigenomas
Como preludio de un posible Proyecto de Epigenoma Humano , el Proyecto Piloto de Epigenoma Humano tiene como objetivo identificar y catalogar las Posiciones Variables de Metilación (MVP) en el genoma humano . [2] Los avances en la tecnología de secuenciación ahora permiten analizar estados epigenómicos en todo el genoma mediante múltiples metodologías moleculares. [3] Se han construido o propuesto dispositivos a micro y nanoescala para investigar el epigenoma. [4]
Un esfuerzo internacional para analizar epigenomas de referencia comenzó en 2010 en forma del Consorcio Internacional de Epigenomas Humanos (IHEC). [5] [6] [7] [8] Los miembros de IHEC tienen como objetivo generar al menos 1000 epigenomas humanos de referencia (línea de base) a partir de diferentes tipos de células humanas normales y relacionadas con enfermedades . [9] [10] [11]
Proyecto de epigenómica roadmap
Uno de los objetivos del Proyecto de Epigenómica de la Hoja de Ruta de los NIH es generar epigenomas humanos de referencia a partir de individuos normales y sanos en una gran variedad de líneas celulares, células primarias y tejidos primarios. Los datos producidos por el proyecto, que se pueden buscar y descargar del Atlas del Epigenoma Humano , se dividen en cinco tipos que analizan diferentes aspectos del epigenoma y los resultados de los estados epigenómicos (como la expresión génica):
- Modificaciones de histonas : la secuenciación de inmunoprecipitación de cromatina ( ChIP-Seq ) identifica patrones de modificaciones de histonas en todo el genoma utilizando anticuerpos contra las modificaciones. [12]
- Metilación del ADN : secuencia de bisulfito de genoma completo , secuencia de bisulfito de representación reducida (RRBS), secuenciación de inmunoprecipitación de ADN metilado ( MeDIP-Seq ) y secuenciación de enzimas de restricción sensibles a la metilación (MRE-Seq) identifican la metilación del ADN a través de porciones del genoma en diferentes niveles de resolución hasta el nivel de pares de bases. [13]
- Accesibilidad a la cromatina : sitios hipersensibles a la DNasa I La secuenciación ( DNase-Seq ) utiliza la enzima DNasa I para encontrar regiones abiertas o accesibles en el genoma.
- Expresión génica : las matrices de expresión y RNA-Seq identifican niveles de expresión o genes que codifican proteínas.
- Expresión de ARN pequeño : smRNA-Seq identifica la expresión de ARN no codificante pequeño, principalmente miARN .
Los epigenomas de referencia para individuos sanos permitirán el segundo objetivo del Proyecto Roadmap Epigenomics, que es examinar las diferencias epigenómicas que ocurren en estados patológicos como la enfermedad de Alzheimer .
Ver también
- Epigenética
- Edición de epigenoma
- Epigenoma humano
- Epigenómica NCBI
Referencias
- ^ Bernstein, Bradley E .; Meissner, Alexander; Lander, Eric S. (febrero de 2007). "El epigenoma de los mamíferos". Celular . 128 (4): 669–681. doi : 10.1016 / j.cell.2007.01.033 . PMID 17320505 .
- ^ "Proyecto de Epigenoma Humano" . Archivado desde el original el 16 de julio de 2011 . Consultado el 29 de junio de 2011 .
- ^ Milosavljevic, Aleksandar (junio de 2011). "Patrones emergentes de variación epigenómica" . Tendencias en Genética . 27 (6): 242–250. doi : 10.1016 / j.tig.2011.03.001 . PMC 3104125 . PMID 21507501 .
- ^ Aguilar, Carlos; Craighead, Harold (4 de octubre de 2013). "Dispositivos de micro y nanoescala para la investigación de la epigenética y la dinámica de la cromatina" . Nanotecnología de la naturaleza . 8 (10): 709–718. Código Bibliográfico : 2013NatNa ... 8..709A . doi : 10.1038 / nnano.2013.195 . PMC 4072028 . PMID 24091454 .
- ^ "Hora del epigenoma" . Naturaleza . 463 (7281): 587. Febrero de 2010. Bibcode : 2010Natur.463Q.587. . doi : 10.1038 / 463587a . PMID 20130607 .
- ^ Abbott, A (2010). "Proyecto establecido para mapear marcas en el genoma" . Naturaleza . 463 (7281): 596–597. doi : 10.1038 / 463596b . PMID 20162836 .
- ^ Bae, JB (2013). "Perspectivas del consorcio internacional de epigenomas humanos" . Informar Genómica . 11 (1): 7–14. doi : 10.5808 / GI.2013.11.1.7 . PMC 3630389 . PMID 23613677 .
- ^ "BioNews - proyecto de Epigenoma humano lanzado" .
- ^ "Francia: el consorcio del epigenoma humano da sus primeros pasos" Archivado el 8 de julio de 2015 en la Wayback Machine . 5 de marzo de 2010.
- ^ Eurice GmbH. "Acerca de IHEC" .
- ^ Kanai, Yae; Arai, Eri (2014). "Análisis multicapa-ómicos de cánceres humanos: exploración de biomarcadores y dianas de fármacos basados en las actividades del Consorcio Internacional de Epigenoma Humano" . Fronteras en genética . 5 : 24. doi : 10.3389 / fgene.2014.00024 . PMC 3924033 . PMID 24592273 .
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- ^ Harris, R. Alan; Wang, Ting; Coarfa, Cristian; Nagarajan, Raman P; Hong, Chibo; Downey, Sara L; et al. (19 de septiembre de 2010). "Comparación de métodos basados en secuenciación para perfilar la metilación del ADN y la identificación de modificaciones epigenéticas monoalélicas" . Biotecnología de la naturaleza . 28 (10): 1097-1105. doi : 10.1038 / nbt.1682 . PMC 2955169 . PMID 20852635 .
enlaces externos
- Página de inicio del Consorcio de Mapeo de Epigenomas de Referencia
- Centro de epigenómica NCBI
- Epigenómica ómnibus de expresión génica de NCBI
- Atlas del epigenoma humano
- Roadmap Epigenomics Visualization Hub
- Roadmap Epigenomics Visualization Hub (centro de seguimiento de carga)
- Navegador de epigenoma humano en la Universidad de Washington
- Espejo UCSC del navegador Epigenome
- Proyecto Epigenoma Humano
- Investigación sobre el cáncer