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幸运28:2月19日《自然》杂志内容精选

2月19日《自然》杂志内容精选

  封面故事: 表观基因组路线图项目

  “NIH 表观基因组图谱工作路线图联合体”正在以ENCODE项目所做工作为基础,通过确定从人体幸运28胚胎组织、成年组织、疾病组织和健康组织直接获取的基因组中的功能调控序列,来编纂人类初生细胞和初生组织表观基因组的一个全面参照集。本期《自然》专刊发表8篇来自该项目组的新论文,同时还设立一个论坛,发布关于 “表观基因组路线图项目”之意义的各种不同观点。本期发表的研究论文还伴随着一个 “表观基因组路线图”在线文集(该文集汇集了来自 “自然出版集团”各刊物所发表的研究论文)以及新闻故事和多媒体内容。

  一颗经典新星中的锂生成

  虽然锂据信在宇宙中出现时间很早(其中一些还可能是由“大爆炸”产生的),但其他时间较晚的来源也受到怀疑,其中包括新星和超新星爆炸。这篇论文报告了铍-7(铍的单电离的放射性同位素,以53天的半衰期衰变成锂-7)的高度蓝移的共振线的检测,是在经典新星V339 Del的爆发后的紫外线光谱中观测到的。这一结果支持如下理论预测:相当大数量的锂-7是在经典新星爆炸中产生的。

  自体免疫疾病之间的基因差异

  自体免疫的数百个风险位点以前在全基因组关联研究(GWASs)中已被识别出,但所涉及位点包括 “连锁不平衡”中的多种变异体,并且很少改变蛋白编码序列,这使得对它们的解读变得复杂化。这项研究采用一个新方法来详细分析21种自体免疫疾病的致病基因变异体,将一个新算法应用于基于GWAS的位点,并针对专门化的免疫细胞将基因型数据与表观基因组图进行整合。结果表明,增强子的一个非常有针对性的子类参与了T-细胞刺激,充当自体免疫疾病的致病性决定因子。

  单体型分辨率的表观基因组图

  作为 “表观基因组路线图”项目的一部分,Bing Ren及同事采用一个跨染色体单体型重建策略来构建多种不同人体组织的单体型分辨率的表观基因组图。这些图件显示了染色质状态和转录方面所存在的广泛的等位基因偏差,这幸运28些偏差在不同组织之间以及不同个体之间都有所不同。作者还对基因与它们控制序列之间的顺式调控关系以及重复序列受组织限定的活性进行了研究。

  癌细胞中的染色质组织

  基因组研究表明,不同癌症类型在体细胞突变的局部密度和类型上有实质性差别。这一点不仅通过DNA序列的差别得到了解释,而且通过包括表观遗传组织在内的其他特征得到了解释。现在,Shamil Sunyaev及同事将突变密度与不同细胞类型和组织的详细表观遗传特征作了对比。他们发现,一个给定的细胞类型或组织(从该细胞类型或组织形成了一种癌症)的表观遗传特征是突变特征的比其他特性要强大得多的决定因子。反过来,这些发现也使得根据一种肿瘤的突变情况来推断关于其可能的组织来源的信息成为可能。

  阿尔茨海默氏症的免疫基础

  最近的全基因组关联研究表明,在非编码区域存在与阿尔茨海默氏症相关的实质性遗传变异,这说明异常基因调控参与了其中。然而,这些变异体的功能此前仍不清楚。现在,通过在一个小鼠模型中对转录和染色质状态的动态进行分析,Elizabeta Gjoneska及同事发现,免疫响应基因和它们的调控区域是被上调的,而那些在突触弹性及学习和记忆中所涉及的调控区域则是被下调的。这些变化在该小鼠模型与人类这种疾病之间是高度保守的。令人吃惊的是,与阿尔茨海默氏症相关的遗传变异体主要是在与免疫相关的高活性增强子中得到富集,在低活性神经增强子中则被耗尽。这表明,阿尔茨海默氏症的遗传易感性可能主要与免疫功能有关,而神经弹性则可能主要受非遗传效应的影响。

  气候变化对沿海上升流的影响

  沿海上升流沿世界海洋东缘提供维持健康海洋生态系统所需的营养。对历史记录所做的分析表明,一些沿海洋流中的上升流有所强化,但在预测上升流随着气候变暖的未来变化方面迄今尚未达成共幸运28识。Daiwei Wang及同事对来自CMIP5模型档案库(一系列广泛的、协调的气候模型实验)的22个模拟结果做了分析,发现到21世纪末,靠近大西洋和太平洋东部边界的沿海上升流季节将会开始得早一些、结束得晚一些,在高纬度地区将会变得更强烈,从而也会变得更均匀。这些变化也许会影响海洋生物多样性的地理分布。