麻烦在表观遗传学工具箱吗?

二十年前,在第一次测序人类基因组后,遗传学家开始进行大型的全基因组关联研究来识别人类疾病相关的基因区域。

除了DNA序列,建立另一个稳定的分子水平的信息——表观遗传修饰在开发期间,可以影响一个人的疾病的风险。十多年来,科学家们已经研究了这些测试对疾病的表观遗传修饰。今天1000多个这样的epigenome-wide协会发表的研究。

现在,在一项研究发表在杂志上基因组生物学,贝勒医学院的研究员领导的研究小组表明,主力的商业工具,这些研究是不适合人口表观遗传学。

“很多人都知道,每个人都有一个独特的DNA序列或基因。鲜为人知的是,体内每一个细胞同样具有独特的分子水平的个性被称为表观基因组,”说的共同通讯作者罗伯特·沃特兰博士教授儿科-贝勒的营养美国农业部农业研究所儿童营养研究中心。

基因组表观基因组——意思是“上面”——是一个系统的分子标记DNA告诉不同的细胞在体内基因开启或关闭细胞类型。“表观遗传差异会影响疾病的风险,”沃特兰说,丹邓肯L综合癌症中心的一员贝勒。

寻找这些差异,epigeneticists研究DNA甲基化,发生在特定位置称为CpG网站。人口研究的标准工具DNA甲基化是一个商业数组分析成千上万的CpG网站的形式分布于整个基因组。

在过去的15年里,沃特兰实验室和他的同事们集中在一组不同的CpG网站:那些在人群中DNA甲基化显著不同,但在不同组织的每个人是一致的。他们推断,这些网站会最有用的人口研究,因为血液样本的DNA可以用于研究表观遗传的原因在大脑或心脏等内脏疾病。

“三年前我们报道近10000个地区在人类基因组(名为CoRSIVs相关地区系统性个人间的变异),建议学习可能是一个新的发现表观遗传的方式导致的疾病,”沃特兰说。

这一步,当前的研究调查了DNA甲基化在CoRSIVs受到基因的影响。基因变异和甲基化之间的相关性在特定的CpG位点被称为甲基化(mQTL)数量性状。超过200的研究人类mQTL已报告,几乎所有使用商业甲基化数组。

目标CoRSIVs的团队开发了一个方法,研究他们的甲基化DNA样本来自多个组织近200人。当他们最大结果与之前的研究相比,“我们发现有点震惊,”第一作者Chathura j . Gunasekara博士说的数据分析师沃特兰实验室。”相比,最强大的先前的研究包括33000人,我们的规模小得多的研究集中在CoRSIVs mQTL发现72倍。”

想解释这个令人惊讶的发现中,研究团队发现大约95%的中央人民政府网站商业甲基化数组不显示明显的甲基化差异的人。个人间的变化,科学家们称之为方差,是统计协会的基础。没有总体方差,没有检测mQTL的可能性。

这一发现也应该表观遗传流行病学领域的冲击。“人口方差不仅mQTL检测至关重要,而且对检测DNA甲基化之间的关联和疾病的风险,”说的共同通讯作者克里斯蒂安·Coarfa博士副教授分子和细胞生物学而在丹•邓肯综合癌症中心和精密环境健康中心贝勒。“领域一直做什么相比,我们预计,关注CoRSIVs将epigenome-wide协会研究强70倍。”

的确,CoRSIVs已经与多样化的健康结果包括甲状腺功能、认知、腭裂、精神分裂症、儿童肥胖和自闭症谱系障碍。

“好像有这巨大而昂贵的搜罗过去10年来,但是每个人都是钓鱼在错误的地方,”沃特兰说。“我们希望我们开发的新工具将加速进步在理解表观遗传疾病的因果关系。”

参考:Gunasekara CJ,麦凯H,斯科特•CA et al .系统性个人间表观遗传变异在人类与转座的元素和强烈的遗传控制。基因组生物学。24 (1):2023;2。doi:10.1186 / s13059 - 022 - 02827 - 3。

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