加州大學(xué)的生化學(xué)家開發(fā)了一個(gè)程序，可以在DNA序列的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)表觀遺傳學(xué)修飾的定位。他們用這個(gè)程序?qū)θ祟惻咛ゼ?xì)胞進(jìn)行了分析，并將結(jié)果發(fā)表在九月二十一日的Nature Methods雜志上。

“雖然我們的細(xì)胞執(zhí)行著不同的功能，但它們都有同樣的遺傳學(xué)藍(lán)圖，”文章的第一作者John Whitaker說(shuō)。“皮膚細(xì)胞提供保護(hù)，神經(jīng)細(xì)胞發(fā)送信號(hào)，它們之間存在差異是因?yàn)橛胁煌幕虮换罨虺聊?rdquo;

這些基因活化模式，受到表觀遺傳學(xué)修飾的控制。表觀遺傳學(xué)修飾可以在不改變DNA序列的基礎(chǔ)上，決定特定細(xì)胞中的基因是否被讀取。

研究人員分析了有表觀遺傳學(xué)修飾和無(wú)表觀遺傳學(xué)修飾的序列，鑒定了與這些修飾有關(guān)的DNA模式。他們?cè)诖嘶A(chǔ)上開發(fā)了軟件Epigram，Epigram是一個(gè)通過(guò)DNA模體預(yù)測(cè)組蛋白修飾和DNA甲基化模式的分析軟件。

“人們才剛剛開始破譯遺傳學(xué)和表觀遺傳學(xué)調(diào)控之間互作，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的王偉（音譯Wei Wang）教授說(shuō)。“這項(xiàng)研究顯示，DNA結(jié)合蛋白識(shí)別特定的DNA序列，”決定了表觀遺傳學(xué)修飾在基因組中的定位。

在受精卵發(fā)育成為復(fù)雜生物的過(guò)程中，表觀遺傳學(xué)修飾起到了重要的指導(dǎo)作用，而染色質(zhì)修飾酶及其輔因子負(fù)責(zé)表觀基因組的建立和維持。鑒定調(diào)控表觀基因組修飾的順式元件，對(duì)于理解基因表達(dá)模式的調(diào)控機(jī)制非常關(guān)鍵。

研究人員選取了人類胚胎干細(xì)胞及其衍生出來(lái)的四個(gè)細(xì)胞系，分析了塑造表觀基因組的順式元件。研究顯示，許多DNA模體都有特殊的空間偏好，比如H3K27ac中間、H3K4me3和H3K9me3邊緣。

表觀基因組受到干擾會(huì)損害整個(gè)發(fā)育過(guò)程，事實(shí)上這個(gè)問題在生命中任何時(shí)候都可能發(fā)生，有時(shí)甚至?xí)l(fā)疾病。鑒定那些決定表觀遺傳學(xué)修飾定位的DNA序列，可以為相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析提供指引。人們可以通過(guò)編輯這些序列進(jìn)行功能研究，或者在此基礎(chǔ)上修復(fù)表觀遺傳學(xué)錯(cuò)誤。