„Epigenom“ – Versionsunterschied

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Zur Navigation springen Zur Suche springen
Versionsgeschichte interaktiv durchsuchen
[gesichtete Version][gesichtete Version]
← Zum vorherigen VersionsunterschiedZum nächsten Versionsunterschied →
Inhalt gelöscht Inhalt hinzugefügt
VisuellWikitext
format
doi aktiviert
Zeile 1: Zeile 1:
'''Epigenom''' ist ein Begriff das dem Wissenschaftsgebiet [[Epigenetik]] und dient dazu, die Gesamtheit von epigenetischen Zuständen zu beschreiben.
'''Epigenom''' ist ein Begriff das dem Wissenschaftsgebiet [[Epigenetik]] und dient dazu, die Gesamtheit von epigenetischen Zuständen zu beschreiben.
Ein Epigenom besteht aus einem Satz der chemischen Veränderungen der DNA und der Histonproteine eines Organismus. Diese Veränderungen können an die Nachkommen eines Organismus über transgenerationelle epigenetische Vererbung weitergegeben werden. Änderungen des Epigenoms können zu Veränderungen der Struktur des Chromatins und Veränderungen der Funktion des Genoms führen.
Ein Epigenom besteht aus einem Satz der chemischen Veränderungen der DNA und der Histonproteine eines Organismus. Diese Veränderungen können an die Nachkommen eines Organismus über transgenerationelle epigenetische Vererbung weitergegeben werden. Änderungen des Epigenoms können zu Veränderungen der Struktur des Chromatins und Veränderungen der Funktion des Genoms führen.
<ref name="eins"> Bernstein, Bradley E.; Meissner, Alexander; Lander,Eric S. (February 2007). The Mammalian Epigenome. Cell. 128 (4): 669–681. doi:[https://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2007.01.033 10.1016/j.cell.2007.01.033]. PMID 17320505.</ref>
<ref name="eins"> Bernstein, Bradley E.; Meissner, Alexander; Lander,Eric S. (February 2007). The Mammalian Epigenome. Cell. 128 (4): 669–681. {{doi|10.1016/j.cell.2007.01.033}}. PMID 17320505.</ref>


Das Epigenom ist an der Regulation der Genexpression, der Entwicklung, der Gewebedifferenzierung und der Suppression von transponierbaren Elementen beteiligt. Im Gegensatz zum zugrunde liegenden Genom, das in einem Individuum weitgehend statisch ist, kann das Epigenom durch Umgebungsbedingungen dynamisch verändert werden.<ref name="zwei">Conley, A.B., King Jordan, I. (2012). Endogenous Retroviruses and the Epigenome. In: Witzany, G. (ed). [http://www.springer.com/de/book/9789400748989 Viruses: Essential Agents of Life], Springer, Dordrecht, pp. 309-323. eBook ISBN 978-94-007-4899-6.</ref>
Das Epigenom ist an der Regulation der Genexpression, der Entwicklung, der Gewebedifferenzierung und der Suppression von transponierbaren Elementen beteiligt. Im Gegensatz zum zugrunde liegenden Genom, das in einem Individuum weitgehend statisch ist, kann das Epigenom durch Umgebungsbedingungen dynamisch verändert werden.<ref name="zwei">Conley, A.B., King Jordan, I. (2012). Endogenous Retroviruses and the Epigenome. In: Witzany, G. (ed). [http://www.springer.com/de/book/9789400748989 Viruses: Essential Agents of Life], Springer, Dordrecht, pp. 309-323. eBook ISBN 978-94-007-4899-6.</ref>
Zeile 9: Zeile 9:


== Epigenom-Forschungsprojekte ==
== Epigenom-Forschungsprojekte ==
Als Auftakt zu einem potentiellen Epigenomprojekt des Menschen zielt das ''Human Epigenome Pilot Project'' darauf ab, variable Methylierungs-Positionen (MVPs - Methylation Variable Positions) im menschlichen Genom zu identifizieren und zu katalogisieren.<ref name="drei">Human Epigenome Project,[http://www.epigenome.org/index.php epigenome.org]</ref> Fortschritte in der Sequenzierungstechnik erlauben nun die Untersuchung genomweiter epigenomischer Zustände durch multiple molekulare Methoden.<ref name="vier">Milosavljevic, Aleksandar (June 2011). "Emerging patterns of epigenomic variation". Trends in Genetics. 27: 242–250. doi:[https://dx.doi.org/10.1016/j.tig.2011.03.001 10.1016/j.tig.2011.03.001].</ref>
Als Auftakt zu einem potentiellen Epigenomprojekt des Menschen zielt das ''Human Epigenome Pilot Project'' darauf ab, variable Methylierungs-Positionen (MVPs - Methylation Variable Positions) im menschlichen Genom zu identifizieren und zu katalogisieren.<ref name="drei">Human Epigenome Project,[http://www.epigenome.org/index.php epigenome.org]</ref> Fortschritte in der Sequenzierungstechnik erlauben nun die Untersuchung genomweiter epigenomischer Zustände durch multiple molekulare Methoden.<ref name="vier">Milosavljevic, Aleksandar (June 2011). "Emerging patterns of epigenomic variation". Trends in Genetics. 27: 242–250. {{doi|10.1016/j.tig.2011.03.001}}.</ref>
Es wurden Instrumente im Mikro- und Nanobereich konstruiert oder vorgeschlagen, um das Epigenom zu untersuchen.
Es wurden Instrumente im Mikro- und Nanobereich konstruiert oder vorgeschlagen, um das Epigenom zu untersuchen.
<ref name="fuenf">Aguilar, Carlos; Craighead, Harold (October 4, 2013). [http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n10/abs/nnano.2013.195.html Micro- and nanoscale devices for the investigation of epigenetics and chromatin Dynamics]. Nature Nanotechnology. 8 (10): 709–718. doi:10.1038/nnano.2013.195.</ref>
<ref name="fuenf">Aguilar, Carlos; Craighead, Harold (October 4, 2013). [http://www.nature.com/nnano/journal/v8/n10/abs/nnano.2013.195.html Micro- and nanoscale devices for the investigation of epigenetics and chromatin Dynamics]. Nature Nanotechnology. 8 (10): 709–718. {{doi|10.1038/nnano.2013.195}}.</ref>
Eine internationale Bemühung, Epigenome zu untersuchen, wurde 2010 in Form des Internationalen Human Epigenome Consortium (IHEC) begonnen.
Eine internationale Bemühung, Epigenome zu untersuchen, wurde 2010 in Form des Internationalen Human Epigenome Consortium (IHEC) begonnen.
<ref name="sechs">Editorial [http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7281/full/463587a.html Time for the epigenome]. Nature 463, 587 (4 February 2010) | doi:10.1038/463587a; Online veröffentlicht am 3. Februar 2010.</ref>
<ref name="sechs">Editorial [http://www.nature.com/nature/journal/v463/n7281/full/463587a.html Time for the epigenome]. Nature 463, 587 (4 February 2010), {{doi|10.1038/463587a}}.</ref>
<ref name= "sieben">
<ref name= "sieben">
Alison Abbott. Project set to map marks on Genome. Nature 463. 596-597 (2010) doi:[https://dx.doi.org/10.1038/463596b 10.1038/463596b].
Alison Abbott. Project set to map marks on Genome. Nature 463. 596-597 (2010) {{doi|10.1038/463596b}}.
</ref>
</ref>
<ref name="acht">Jae-Bum Bae. Perspectives of International Human Epigenome Consortium. Genomics Inform. 2013 Mar;11(1):7-14. doi:[https://dx.doi.org/10.5808/GI.2013.11.1.7 10.5808/GI.2013.11.1.7].
<ref name="acht">Jae-Bum Bae. Perspectives of International Human Epigenome Consortium. Genomics Inform. 2013 Mar;11(1):7-14. {{doi|10.5808/GI.2013.11.1.7}}.
</ref>
</ref>
<ref name= "neun">Charlie McDermott. [http://www.bionews.org.uk/page_54303.asp Human Epigenome project launched]. Bionews 2015-02-15.</ref>
<ref name= "neun">Charlie McDermott. [http://www.bionews.org.uk/page_54303.asp Human Epigenome project launched]. Bionews 2015-02-15.</ref>
Zeile 23: Zeile 23:
<ref name="zehn">"France: Human epigenome consortium takes first steps". 5 March 2010. [http://www.european-biotechnology-news.com/news/messages-archive/archive/article/france-human-epigenome-consortium-takes-first-steps.html Nicht mehr verfügbar]</ref>
<ref name="zehn">"France: Human epigenome consortium takes first steps". 5 March 2010. [http://www.european-biotechnology-news.com/news/messages-archive/archive/article/france-human-epigenome-consortium-takes-first-steps.html Nicht mehr verfügbar]</ref>
<ref name="elf">Eurice GmbH. [http://ihec-epigenomes.org/about About IHEC].</ref>
<ref name="elf">Eurice GmbH. [http://ihec-epigenomes.org/about About IHEC].</ref>
<ref name="zwoelf">"Frontiers | Multilayer-omics analyses of human cancers: exploration of biomarkers and drug targets based on the activities of the International Human Epigenome Consortium | Epigenomics and Epigenetics". Frontiers. doi:[https://dx.doi.org/10.3389/fgene.2014.00024 10.3389/fgene.2014.00024].</ref>
<ref name="zwoelf">"Frontiers | Multilayer-omics analyses of human cancers: exploration of biomarkers and drug targets based on the activities of the International Human Epigenome Consortium | Epigenomics and Epigenetics". Frontiers. {{doi|10.3389/fgene.2014.00024}}.</ref>


== Roadmap Epigenomics Project ==
== Roadmap Epigenomics Project ==
Ein Ziel der NIH-Roadmap Epigenomics Project ist es, menschliche Referenz-Epigenome von normalen, gesunden Personen über eine große Vielfalt von Zelllinien, primären Zellen und primären Geweben zu erzeugen. Die Daten, die durch das Projekt erzeugt werden und durch den Human Epigenome Atlas verfügbar sind, werden in fünf Typen eingeteilt, die verschiedene Aspekte des Epigenoms seiner Zustände (wie z. B. Genexpression) beleuchten:
Ein Ziel der NIH-Roadmap Epigenomics Project ist es, menschliche Referenz-Epigenome von normalen, gesunden Personen über eine große Vielfalt von Zelllinien, primären Zellen und primären Geweben zu erzeugen. Die Daten, die durch das Projekt erzeugt werden und durch den Human Epigenome Atlas verfügbar sind, werden in fünf Typen eingeteilt, die verschiedene Aspekte des Epigenoms seiner Zustände (wie z. B. Genexpression) beleuchten:
# '''Histon-Modifikationen''' - Die Chromatin-Immunopräzipitations-Sequenzierung (ChIP-Seq) identifiziert genomweite Muster von Histon-Modifikationen durch Antikörper gegen die Modifikationen.<ref name="dreizehn">Zhu, J.; et al. (2013). "Genome-wide chromatin state transitions associated with developmental and environmental cues". Cell. 152 (3): 642–654. doi:[https://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2012.12.033 10.1016/j.cell.2012.12.033]. PMID 23333102.</ref>
# '''Histon-Modifikationen''' - Die Chromatin-Immunopräzipitations-Sequenzierung (ChIP-Seq) identifiziert genomweite Muster von Histon-Modifikationen durch Antikörper gegen die Modifikationen.<ref name="dreizehn">Zhu, J.; et al. (2013). "Genome-wide chromatin state transitions associated with developmental and environmental cues". Cell. 152 (3): 642–654. {{doi|10.1016/j.cell.2012.12.033}}. PMID 23333102.</ref>
# '''DNA-Methylierung''' - Bisulfit-Seq über das ganze Genome, Reduced Representation Bisulfite-Seq (RRBS), Immunpräzipitations-Sequenzierung methylierter DNA (MeDIP-Seq) und methylierungssensitive Restriktionsenzym-Sequenzierung (MRE-Seq) bestimmen die DNA-Methylierung von Genombereichen mit unterschiedlicher Auflösung bis hin zum einzelnen Basenpaar. <ref name="vierzehn">Harris, R Alan; Wang, Ting; Coarfa, Cristian; Nagarajan, Raman P; Hong, Chibo; Downey, Sara L; et al. (September 19, 2010). [http://www.nature.com/nbt/journal/v28/n10/full/nbt.1682.html Comparison of sequencing-based methods to profile DNA methylation and identification of monoallelic epigenetic modifications]. Nature Biotechnology. 28 (10): 1097–1105. doi:10.1038/Fnbt.1682.</ref>
# '''DNA-Methylierung''' - Bisulfit-Seq über das ganze Genome, Reduced Representation Bisulfite-Seq (RRBS), Immunpräzipitations-Sequenzierung methylierter DNA (MeDIP-Seq) und methylierungssensitive Restriktionsenzym-Sequenzierung (MRE-Seq) bestimmen die DNA-Methylierung von Genombereichen mit unterschiedlicher Auflösung bis hin zum einzelnen Basenpaar. <ref name="vierzehn">Harris, R Alan; Wang, Ting; Coarfa, Cristian; Nagarajan, Raman P; Hong, Chibo; Downey, Sara L; et al. (September 19, 2010). [http://www.nature.com/nbt/journal/v28/n10/full/nbt.1682.html Comparison of sequencing-based methods to profile DNA methylation and identification of monoallelic epigenetic modifications]. Nature Biotechnology. 28 (10): 1097–1105. {{doi|10.1038/Fnbt.1682}}.</ref>
# '''Chromatin-Zugänglichkeit''' - Das DNase I hypersensitive sites Sequencing (DNase-Seq) verwendet das DNase-I-Enzym, um offene bzw. zugängliche Bereiche im Genom zu finden.
# '''Chromatin-Zugänglichkeit''' - Das DNase I hypersensitive sites Sequencing (DNase-Seq) verwendet das DNase-I-Enzym, um offene bzw. zugängliche Bereiche im Genom zu finden.
# '''Genexpression''' - RNA-Seq- und Expressions-Arrays bestimmen die Expressionshöhe von Protein-kodierenden Genen.
# '''Genexpression''' - RNA-Seq- und Expressions-Arrays bestimmen die Expressionshöhe von Protein-kodierenden Genen.

Version vom 27. November 2016, 13:28 Uhr

Epigenom ist ein Begriff das dem Wissenschaftsgebiet Epigenetik und dient dazu, die Gesamtheit von epigenetischen Zuständen zu beschreiben. Ein Epigenom besteht aus einem Satz der chemischen Veränderungen der DNA und der Histonproteine eines Organismus. Diese Veränderungen können an die Nachkommen eines Organismus über transgenerationelle epigenetische Vererbung weitergegeben werden. Änderungen des Epigenoms können zu Veränderungen der Struktur des Chromatins und Veränderungen der Funktion des Genoms führen. [1]

Das Epigenom ist an der Regulation der Genexpression, der Entwicklung, der Gewebedifferenzierung und der Suppression von transponierbaren Elementen beteiligt. Im Gegensatz zum zugrunde liegenden Genom, das in einem Individuum weitgehend statisch ist, kann das Epigenom durch Umgebungsbedingungen dynamisch verändert werden.[2]

Krebs

Epigenetik ist ein aktuelles Thema in der Krebsforschung. Menschliche Tumoren unterliegen einer umfassenden Störung der DNA-Methylierungs- und der Histon-Modifikationsmuster. Die anomale epigenetischen Landschaft der Krebszelle ist von einer globalen genomischen Hypomethylierung, von Hypermethylierung der CpG-Insel-Promotoren von Tumorsuppressorgenen, von einem veränderten Histon-Code für kritische Gene und einem globalen Verlust von monoacetylierten und trimethyliertem Histon H4 gekennzeichnet.

Epigenom-Forschungsprojekte

Als Auftakt zu einem potentiellen Epigenomprojekt des Menschen zielt das Human Epigenome Pilot Project darauf ab, variable Methylierungs-Positionen (MVPs - Methylation Variable Positions) im menschlichen Genom zu identifizieren und zu katalogisieren.[3] Fortschritte in der Sequenzierungstechnik erlauben nun die Untersuchung genomweiter epigenomischer Zustände durch multiple molekulare Methoden.[4] Es wurden Instrumente im Mikro- und Nanobereich konstruiert oder vorgeschlagen, um das Epigenom zu untersuchen. [5] Eine internationale Bemühung, Epigenome zu untersuchen, wurde 2010 in Form des Internationalen Human Epigenome Consortium (IHEC) begonnen. [6] [7] [8] [9] Die IHEC-Mitglieder haben das Ziel, mindestens 1.000 Referenz-Epigenome aus verschiedenen normalen und krankheitsassoziierten humanen Zelltypen zu generieren. [10] [11] [12]

Roadmap Epigenomics Project

Ein Ziel der NIH-Roadmap Epigenomics Project ist es, menschliche Referenz-Epigenome von normalen, gesunden Personen über eine große Vielfalt von Zelllinien, primären Zellen und primären Geweben zu erzeugen. Die Daten, die durch das Projekt erzeugt werden und durch den Human Epigenome Atlas verfügbar sind, werden in fünf Typen eingeteilt, die verschiedene Aspekte des Epigenoms seiner Zustände (wie z. B. Genexpression) beleuchten:

  1. Histon-Modifikationen - Die Chromatin-Immunopräzipitations-Sequenzierung (ChIP-Seq) identifiziert genomweite Muster von Histon-Modifikationen durch Antikörper gegen die Modifikationen.[13]
  2. DNA-Methylierung - Bisulfit-Seq über das ganze Genome, Reduced Representation Bisulfite-Seq (RRBS), Immunpräzipitations-Sequenzierung methylierter DNA (MeDIP-Seq) und methylierungssensitive Restriktionsenzym-Sequenzierung (MRE-Seq) bestimmen die DNA-Methylierung von Genombereichen mit unterschiedlicher Auflösung bis hin zum einzelnen Basenpaar. [14]
  3. Chromatin-Zugänglichkeit - Das DNase I hypersensitive sites Sequencing (DNase-Seq) verwendet das DNase-I-Enzym, um offene bzw. zugängliche Bereiche im Genom zu finden.
  4. Genexpression - RNA-Seq- und Expressions-Arrays bestimmen die Expressionshöhe von Protein-kodierenden Genen.
  5. Small-RNA-Expression - smRNA-Seq identifiziert die Expression von kleiner, nicht-kodierender RNA, in erster Linie von miRNAs.

Referenz-Epigenome für den gesunden Menschen werden das zweite Ziel der Roadmap Epigenomics Projekt ermöglichen, nämlich die epigenomischen Unterschiede zu untersuchen, die bei Krankheitszuständen wie der Alzheimer-Krankheit auftreten.

Warnung

Der chirurgische Onkologe David Gorski und der Genetiker Adam Rutherford warnen vor der Darstellung und der Verbreitung von falschen und pseudowissenschaftlichen Schlussfolgerungen durch New-Age Autoren wie Deepak Chopra und Bruce Lipton. [15] [16] Solche falschen und pseudowissenschaftlichen Schlussfolgerungen seien den frühen Stadien der Epigenetik als Wissenschaft und der sie umgebenden Effekthascherei geschuldet.

Einzelnachweise

  1. ↑ Bernstein, Bradley E.; Meissner, Alexander; Lander,Eric S. (February 2007). The Mammalian Epigenome. Cell. 128 (4): 669–681. doi:10.1016/j.cell.2007.01.033. PMID 17320505.
  2. ↑ Conley, A.B., King Jordan, I. (2012). Endogenous Retroviruses and the Epigenome. In: Witzany, G. (ed). Viruses: Essential Agents of Life, Springer, Dordrecht, pp. 309-323. eBook ISBN 978-94-007-4899-6.
  3. ↑ Human Epigenome Project,epigenome.org
  4. ↑ Milosavljevic, Aleksandar (June 2011). "Emerging patterns of epigenomic variation". Trends in Genetics. 27: 242–250. doi:10.1016/j.tig.2011.03.001.
  5. ↑ Aguilar, Carlos; Craighead, Harold (October 4, 2013). Micro- and nanoscale devices for the investigation of epigenetics and chromatin Dynamics. Nature Nanotechnology. 8 (10): 709–718. doi:10.1038/nnano.2013.195.
  6. ↑ Editorial Time for the epigenome. Nature 463, 587 (4 February 2010), doi:10.1038/463587a.
  7. ↑ Alison Abbott. Project set to map marks on Genome. Nature 463. 596-597 (2010) doi:10.1038/463596b.
  8. ↑ Jae-Bum Bae. Perspectives of International Human Epigenome Consortium. Genomics Inform. 2013 Mar;11(1):7-14. doi:10.5808/GI.2013.11.1.7.
  9. ↑ Charlie McDermott. Human Epigenome project launched. Bionews 2015-02-15.
  10. ↑ "France: Human epigenome consortium takes first steps". 5 March 2010. Nicht mehr verfügbar
  11. ↑ Eurice GmbH. About IHEC.
  12. ↑ "Frontiers | Multilayer-omics analyses of human cancers: exploration of biomarkers and drug targets based on the activities of the International Human Epigenome Consortium | Epigenomics and Epigenetics". Frontiers. doi:10.3389/fgene.2014.00024.
  13. ↑ Zhu, J.; et al. (2013). "Genome-wide chromatin state transitions associated with developmental and environmental cues". Cell. 152 (3): 642–654. doi:10.1016/j.cell.2012.12.033. PMID 23333102.
  14. ↑ Harris, R Alan; Wang, Ting; Coarfa, Cristian; Nagarajan, Raman P; Hong, Chibo; Downey, Sara L; et al. (September 19, 2010). Comparison of sequencing-based methods to profile DNA methylation and identification of monoallelic epigenetic modifications. Nature Biotechnology. 28 (10): 1097–1105. doi:10.1038/Fnbt.1682.
  15. ↑ Adam Rutherfort. Beware the pseudo gene genies. The Guardian. 2015-07-15
  16. ↑ David Gorski. Epigenetics: It doesn’t mean what quacks think it means. Science-Based Medicine. 2013-02-04
Abgerufen von „https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Epigenom&oldid=160118236“