精准医学 | 临床用表观基因组技术研发与应用

表观基因组

表观遗传学(Epigenetics)是与遗传学(Genetics)相对应的概念。遗传学改变是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学改变则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和组蛋白修饰等：表观基因组学(Epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。

——《遗传》2009年31卷1期 3-12页

本专题将通过表观基因组学技术与表观基因组学技术的应用两个维度来总结相关内容。

表观基因组学技术

表观基因组学检测技术

该项目将获得正常与异常细胞和组织的时空动态多维表观基因组学图谱和数据，包括民族演化各类群、胚胎到个体发育各个阶段及肝癌和乳腺癌等恶性肿瘤。需解决的关键技术问题是开发临床应用表观遗传学研究的创新型工具和技术，包括 DNA 和 RNA 甲基化修饰、编码和非编码 RNA剪接和组蛋白修饰的全新测序与研究方法，提高检测精准性、分辨率、灵敏度和覆盖度，降低检测费用，实现痕量甚至单细胞临床样品高效检测。

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项目进展

国家重点研发计划“表观基因组学检测技术研发与临床应用”取得系列进展：开发了微量细胞单碱基分辨率的多种DNA修饰高通量测序技术；建立了m6A等几种典型RNA 修饰的单位点高通量测序技术；阐明了表观修饰对胚胎发育、精子发生、干细胞分化等方面的调控作用；绘制了胚胎发育各阶段及肝癌、乳腺癌等癌症的表观基因组图谱。

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表观基因组学检测技术研发与临床应用

相关文献：

基因组DNA甲基化及组蛋白甲基化《遗传》2014年36卷3期 191-199页点击阅读

The Role of Dynamic m6 A RNA Methylation in Photobiology. 《Photochemistry and photobiology》点击阅读

Independence between pre-mRNA splicing and DNA methylation in an isogenic minigene resource. 《Nucleic acids research》 2017年45卷22期12780-12797页点击阅读

定量蛋白质组支撑技术

蛋白质组学旨在鉴定出一个细胞、组织或器官中全部的蛋白质信息，质谱作为蛋白质组学研究的支撑技术发挥着核心作用。在定量蛋白质组学中，基于标记的定量方法具有较高的准确性，已经得到广泛应用，其中包括标记肽段的同位素标签法(isobaric tags for relative and absolute quantitation，iTRAQ)、标记蛋白质的同位素亲和标签法(isotope- coded affinity tags，ICAT)[3]以及在细胞培养过程中引入稳定同位素标记法(stable isotope labels with amino acids in cell culture，SILAC)等。

定量蛋白质组学无标记定量方法的研究进展《生物化学与生物物理进展》 2013年40卷3期 281-292页点击阅读

相关文献：

高精度相对和绝对定量的等量异位标签在定量蛋白质组学研究中的新进展《生物工程学报》2014年30卷7期 1073-1082页点击阅读

Proteome-Wide Evaluation of Two Common Protein Quantification Methods. 《Journal of proteome research》 2018年17卷5期1934-1942页点击阅读

Label-Free Quantitative Proteomic Reveals Differentially Expressed Proteins in Aeromonas-Immunostimulated Leukocytes of Lampetra japonica. 《Current microbiology》 2018年75卷7期934-941页点击阅读

表观基因组学技术的应用

表观基因组学检测技术的应用

通过项目实施，将对表观基因组学理论和测序有一个全新的认识，填补国内外在表观遗传学研究领域的空白。尤其是DNA甲基化、RNA甲基化和组蛋白修饰测序新技术的研发将为疾病发生的表观遗传学研究注入新鲜血液。项目研究成果将为获得疾病表观基因组学图谱变异规律提供新的技术路线。为肝癌和乳腺癌等疾病的预防、早期诊断和治疗提供理论依据，也为其他重大疾病的研究提供重要的理论参考。