哺乳類の特徴の基礎となるDNAメチル化ネットワーク
Amin Haghani1,2, Caesar Z Li3,4, Todd R Robeck5
1Department of Human Genetics, David Geffen School of Medicine, University of California Los Angeles, Los Angeles, CA, USA.
まとめ
この研究は哺乳類のDNAメチル化パターンが 伝統的な進化樹を反映していることを示しています これらのエピジェネティックパターンは 寿命や体重などの 重要な特徴に結びついており ゲノムとエピジェノムの進化が絡み合っていることを示しています
科学分野:
- ゲノミクスと進化生物学
- エピジェネティクス
- 哺乳類の生物学
背景:
- 伝統的な遺伝学はゲノム配列に依存している.
- DNAメチル化のようなエピジェネティックな改変も 生物学的特徴や進化において 役割を果たしている.
- ゲノムと表遺伝子進化の相互作用を理解することは 哺乳類の多様性を解読するのに不可欠です
研究 の 目的:
- 大量の哺乳類のデータセットからDNAメチル化プロフィールを用いてフィロエピジェネティックツリーを構築する.
- 特定の哺乳類の特徴と関連付けられる エピジェネティックモジュールを特定する
- 哺乳類のゲノムとエピゲノムの進化的関係を調査する.
主な方法:
- 348種の哺乳類のDNAメチル化プロファイル (n = 15,456) を利用した.
- メチル化データに基づいて 植物遺伝樹を構成した.
- 異なったサイトシンメチル化モジュールを特定するために,無監督のクラスタリングを使用した.
- 関連メチル化モジュールは,様々な生物学的特徴と,混乱への反応を持っています.
主要な成果:
- フィロエピジェネティックツリーは 伝統的なフィロジェネティックツリーと 強い類似性を示した.
- 55の異なるサイトシンメチル化モジュールを特定し,そのうち30は最大寿命,成人の体重,年齢,性別,人間の死亡リスクなどの特徴に関連しています.
- 最大寿命は,HOXLホメオボックス遺伝子のメチル化と,潜在的にプラリポテンシー因子によって調節される発達過程と関連していました.
- メチル化状態は環境的および実験的な混乱 (例えば,カロリー制限,食事,ヤマナカ因子) に反応することを観察した.
結論:
- DNAメチル化パターンは,哺乳類の進化的関係を理解するための堅固な枠組みを提供します.
- エピジェネティック改変は重要な哺乳類の生物学的特徴と関連しています.
- 哺乳類の多様性と機能の形成における共進化的役割を強調し,ゲノムと表遺伝子の交絡した進化を示した.
関連する概念動画
Epigenetic Regulation
31.1K
Epigenetic mechanisms play an essential role in healthy development. Conversely, precisely regulated epigenetic mechanisms are disrupted in diseases like cancer.
31.1K
Genomic Imprinting and Inheritance
34.7K
Diploid organisms inherit genetic material through chromosomes from both parents. Copies of the same gene are known as alleles. In most cases, both alleles are simultaneously expressed and allow various cellular processes to function optimally. If one of the alleles is missing or mutated, the expression of the other allele can compensate; however, this is not true for all genes.
The expression of some genes depends on which parent passed the gene to the offspring, through a phenomenon known as...
The expression of some genes depends on which parent passed the gene to the offspring, through a phenomenon known as...
34.7K
Inheritance of Chromatin Structures
6.3K
Epigenetics is the study of inherited changes in a cell's phenotype without changing the DNA sequences. It provides a form of memory for the differential gene expression pattern to maintain cell lineage, position-effect variegation, dosage compensation, and maintenance of chromatin structures such as telomeres and centromeres. For example, the structure and location of the centromere on chromosomes are epigenetically inherited. Its functionality is not dictated or ensured by the underlying...
6.3K
Animal Mitochondrial Genetics
7.7K
Among all the organelles in an animal cell, only mitochondria have their own independent genomes. Animal mitochondrial DNA is a double-stranded, closed-circular molecule with around 20,000 base pairs. Mitochondrial DNA is unique in that one of its two strands, the heavy, or H, -strand is guanine rich, whereas the complementary strand is cytosine rich and called the light, or L, -strand. Compared to nuclear DNA, mitochondrial DNA has a very low percentage of non-coding regions and is marked by...
7.7K
Histone Modification
13.4K
The histone proteins have a flexible N-terminal tail extending out from the nucleosome. These histone tails are often subjected to post-translational modifications such as acetylation, methylation, phosphorylation, and ubiquitination. Particular combinations of these modifications form “histone codes” that influence the chromatin folding and tissue-specific gene expression.
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
Acetylation
The enzyme histone acetyltransferase adds acetyl group to the histones. Another enzyme, histone...
13.4K
Master Transcription Regulators
6.9K
Master transcription regulators are regulatory proteins that are predominantly responsible for regulating the expression of multiple genes. Often these genes work in concert to drive a complex process. Activation of a master transcription regulator can lead to a cascade of transcriptional activation necessary for that outcome. These regulators can directly bind to the regulatory sequences of the various genes involved, or they can indirectly regulate transcription by binding to regulatory...
6.9K


