Sức khỏe

Chromatin định hình chức năng của Epigenome như thế nào?

24

Chromatin định hình chức năng của Epigenome như thế nào?

Nguồn
Chỉnh sửa biểu sinh có hệ thống nắm bắt được …
Cơ chế di truyền biểu sinh dựa trên nhiễm sắc tố – PMC
Điều hòa biểu sinh của cấu trúc nhiễm sắc tố và chức năng gen bằng cách …
pmc.ncbi.nlm.nih

Hình dạng nhiễm sắc và chức năng biểu sinh

Cấu trúc nhiễm sắc tố đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh biểu hiện gen thông qua các cơ chế biểu sinh khác nhau. Hình dạng và các biến đổi của nhiễm sắc, đặc biệt là các biến đổi histone, ảnh hưởng đến hoạt động phiên mã và chức năng tế bào.

Cấu trúc và sửa đổi chromatin

Chromatin bao gồm DNA quấn quanh protein histone, tạo thành các nucleosome được tổ chức thêm thành các cấu trúc bậc cao. Các histone chính liên quan là H1, H2A, H2B, H3 và H4. Các sửa đổi đối với các histone này, chẳng hạn như methyl hóaacetyl hóaphosphoryl hóa và ubiquitin hóa, là chìa khóa để điều chỉnh động lực học nhiễm sắc tố và biểu hiện gen35.

  • Acetyl hóa Histone: Sửa đổi này thường dẫn đến cấu trúc nhiễm sắc thể thoải mái hơn (euchromatin), tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phiên mã bằng cách cho phép các yếu tố phiên mã truy cập vào DNA56.
  • Methyl hóa histone: Các mô hình methyl hóa khác nhau có thể kích hoạt hoặc ức chế biểu hiện gen. Ví dụ, trimethyl hóa lysine 4 trên histone H3 (H3K4me3) có liên quan đến các chất xúc tiến hoạt động, trong khi trimethyl hóa lysine 27 (H3K27me3) có liên quan đến ức chế phiên mã14.

Chỉnh sửa biểu sinh và chức năng phụ thuộc vào ngữ cảnh

Những tiến bộ gần đây trong công nghệ chỉnh sửa biểu sinh đã cho phép các nhà nghiên cứu thao tác các sửa đổi nhiễm sắc thể cụ thể tại các vị trí bộ gen được nhắm mục tiêu. Điều này cho phép hiểu chính xác hơn về cách những sửa đổi này ảnh hưởng đến phản ứng phiên mã trong các bối cảnh khác nhau.

  1. Chỉnh sửa biểu sinh mô-đun: Một nền tảng mới đã được phát triển cho phép lập trình đồng thời nhiều sửa đổi nhiễm sắc. Cách tiếp cận này đã tiết lộ rằng các sửa đổi cụ thể có thể ảnh hưởng đến việc phiên mã một cách nhân quả, nhưng tác động của chúng phụ thuộc nhiều vào ngữ cảnh — thay đổi dựa trên trình tự DNA cơ bản và sự hiện diện của các dấu biểu sinh khác16.
  2. Phản ứng phiên mã: Nghiên cứu chỉ ra rằng việc cài đặt các dấu hiệu cụ thể như H3K4me3 có thể dẫn đến những thay đổi đáng kể trong biểu hiện gen. Tuy nhiên, mức độ của hiệu ứng này bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như vị trí bộ gen và sự kết hợp của các dấu nhiễm sắc khác có tại vị trí đó12.

Ý nghĩa đối với điều hòa gen

Sự tương tác giữa các sửa đổi nhiễm sắc tố cho thấy một mạng lưới điều hòa phức tạp hơn là một “mã histone” đơn giản. Điều này có nghĩa là trong khi một số mẫu sửa đổi nhất định có thể gợi ý các kết quả cụ thể, đầu ra phiên mã thực tế bị ảnh hưởng bởi vô số yếu tố bao gồm:

  • Sự hiện diện của các yếu tố phiên mã.
  • Tổ chức ba chiều của nhiễm sắc.
  • Tương tác với RNA không mã hóa24.

Tóm lại, hiểu được hình dạng nhiễm sắc và chức năng biểu sinh có liên quan với nhau như thế nào là rất quan trọng để giải mã các cơ chế điều hòa cơ bản của biểu hiện gen. Những tiến bộ trong chỉnh sửa biểu sinh cung cấp các công cụ mạnh mẽ để khám phá các mối quan hệ này một cách chi tiết hơn, làm nổi bật tầm quan trọng của bối cảnh trong điều hòa biểu sinh.

𝐇𝐨𝐰 𝐝𝐨𝐞𝐬 𝐜𝐡𝐫𝐨𝐦𝐚𝐭𝐢𝐧 𝐬𝐡𝐚𝐩𝐞 𝐄𝐩𝐢𝐠𝐞𝐧𝐨𝐦𝐞 𝐟𝐮𝐧𝐜𝐭𝐢𝐨𝐧?
Di truyền học biểu sinh phức tạp như thế nào…Có một vài lý do cho điều đó.

Một lý do là vô số yếu tố hình thành nên Epigenome (xem hình). Còn những yếu tố khác thì sao?

Chủ yếu là về những năm tháng đã mất. Nhưng cũng là về tình hình bất lợi cho nghiên cứu di truyền học biểu sinh trong thế kỷ qua.

Mặc dù thế giới khoa học lần đầu tiên nghe về khái niệm “kiểu biểu sinh” vào năm 1942, nhưng nhiều người vẫn coi đó là khoa học giả.

Nghĩa là, ngoại trừ một người — không ai khác chính là Conrad Hall Waddington, cha đẻ của Di truyền học biểu sinh.

Những người hoài nghi đó đã sai lầm như thế nào…

Hầu như tuần nào chúng ta cũng tiếp tục tìm hiểu xem sự thiếu hiểu biết đó có thể dẫn chúng ta đến đâu. Đó là khi chúng ta thấy các ấn phẩm biểu sinh mới, theo một cách nào đó góp phần thay đổi “tình trạng hiện tại” của Di truyền học biểu sinh.

Đúng vậy, chúng ta đã mất đi nhiều năm nghiên cứu biểu sinh. Chỉ những người dũng cảm mới dám khám phá xem Waddington có đúng không hay “bối cảnh biểu sinh” của ông chỉ là một tưởng tượng cá nhân đầy màu sắc.

Hiện tại, lĩnh vực này đã trở nên vững chắc hơn. Chúng ta không chỉ tạo ra nhiều dữ liệu biểu sinh hơn.

Chúng ta cũng đã bắt đầu tìm kiếm các nguyên nhân thực sự, không chỉ là các mối tương quan.

Chúng ta đã bắt đầu hiểu rõ hơn về chính xác những gì định hình nên ngoại hình, sự phát triển, tuổi tác, bệnh tật hoặc duy trì sức khỏe của chúng ta.

Có lẽ, cuối cùng chúng ta sẽ sớm tìm ra được những gì định hình nên kiểu hình của mình.

Ít nhất là hiện tại, chúng ta đã hiểu rõ hơn về cách chromatin định hình chức năng biểu sinh.

Vì vậy, nếu bạn đang ở giai đoạn đầu của sự nghiệp và yêu thích Di truyền học biểu sinh như tôi, hãy nắm bắt một trong những yếu tố này.

Hãy biến nó thành chủ đề nghiên cứu VIP của bạn.

Bằng cách đó, chúng ta sẽ biến những giấc mơ này thành hiện thực nhanh hơn nhiều…

1. Giao tiếp giữa trình tăng cường và trình thúc đẩy
2. Heterochromatin cấu thành
3. Kiến trúc 3D ranh giới
4. Kiểm soát chất lượng bản sao
5. Trao đổi biến thể histone
5. Làm im lặng yếu tố lặp lại
7. Ức chế RNAi (TGS)
8. Kích thích Trithorax
9. Chữ ký biểu sinh
10. Chromatin hai giá trị
11. Làm im lặng Polycomb
12. Chức năng tăng cường
13. Hoạt động của trình thúc đẩy
14. Methyl hóa DNA
15. Tái cấu trúc
16. Sửa chữa DNA
17. Imprinting
18. Inactive X

(St.)

0 ( 0 bình chọn )

NGUYỄN QUANG HƯNG BLOG

https://nguyenquanghung.net
Kỹ sư cơ khí, bảo dưỡng, sửa chữa, tư vấn, thiết kế, chế tạo, cung cấp, lắp đặt thiết bị, hệ thống.

Ý kiến bạn đọc (0)

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *