一文看懂表观遗传学 - 卖萌控的博客

表观遗传学作为近10年来炙手可热的方向，其研究已经深入到各个学科和领域，促进了医学，动物学，植物学，生殖发育等学科的发展，在疾病机制，诊断治疗，动植物性状改良等方面均获得了令人瞩目的成就和显著的突破。

虽然全世界表观遗传学研究的如火如荼。但是，很多实验室仍不清楚表观遗传学到底是神马东西？总是听到很多老师和我们咨询，希望自己的课题能向前沿的方向靠拢，但总感觉隔着一层纱，感觉有些“高大上”，虽然很多文章都在做表观遗传，但具体包括哪些内容和技术，总是搞不清楚。

小编学识有限，无法用晦涩的专业语言，只能用最容易理解的“说人话”进行讲解，这样大家看完后对表观遗传学研究会有“瞬时秒懂”，哦，原来这样啊”的感觉。

首先，表观遗传学研究内容非常容易理解，只要大家知道“中心法则”这个概念就OK。中心法则主要指基因的“复制---转录---翻译”过程，表观遗传学只和“转录”有关系，和“复制，翻译”没有半毛钱关系。你心中肯定会想“X，不会这么简单吧”，当然教科书上会说的高大上一些，一般你看到的资料会这么说“表观遗传学研究内容包括两类，基因选择性转录表达的调控和基因转录后的调控。另外，表观遗传学研究的核心及试图解答的问题是中心法则中从基因组向转录组传递遗传信息的调控机制。其实归纳起来就是”转录和转录后调控“。

你也许会说很多文章报道的DNA甲基化，染色质重塑，组蛋白修饰，miRNA调控以及现在非常热的long non-coding RNA，甚至RNA甲基化都是表观遗传学内容，这是怎么回事？

也非常容易理解，上面提到的都是参与转录和转录后调控的元件。转录其实就是DNA在蛋白（酶，蛋白因子）作用下变成RNA的过程，因此研究对象无外乎3种：DNA，蛋白和RNA。如果要研究这3种元件，主要涉及哪些方面，使用哪些技术呢？

DNA的话，其实主要就研究DNA甲基化和染色质重塑，实验技术主要为甲基化PCR和ChIP(染色质免疫沉淀)；

蛋白的话，主要研究组蛋白的修饰和一些转录因子和调控因子蛋白，组蛋白修饰就是大家最常听说的甲基化，乙酰化，磷酸化等。当前用的最多的技术是Western blot和ChIP；如果研究的是RNA结合蛋白可能还需要使用RIP技术（RNA免疫沉淀）。

RNA的话，指非编码RNA的调控，主要包括两类，一类是短RNA（miRNA），现在依然有很多课题组在研究，只是没有前几年那么火了。另一类是长非编码RNA（lncRNA），最近几年研究的特别火。实验方法主要为RIP技术（RNA免疫沉淀技术，主要针对细胞total RNA，适用于miRNA和lncRNA研究），或nuclear RIP技术（核RNA免疫沉淀，主要针对lncRNA研究），然后再结合测序（Sequence），从而发现新的miRNA和lncRNA。

虽然上述仍是研究RNA调控的主要手段，但是由于测序技术的大量开展，无论是miRNA还是lncRNA，都已经发现了好几万种，因此目前RNA研究重点也已发生了调整，由发现新的miRNA和lncRNA转向对其功能的深入研究。以lncRNA举例，大家当前对lncRNA结合的蛋白和基因组DNA更感兴趣，主要实验方法为CHIRP技术（Chromatin Isolation by RNA Purification，RNA纯化染色质分离技术），结合质谱分析（MS）或测序（Seq）进行RNA导向的蛋白质组或基因组学研究。2015年Cell上报道通过ChIRP-MS 鉴定特定lincRNA Xist 结合的81种内源性蛋白。

最后再和大家介绍一个新的技术

RNA甲基化m6A RNA，这种甲基化一个重要特征是”可逆的甲基化“，RNA甲基化研究主要集中在3种蛋白，甲基化酶（又称为“书写器”writer），去甲基化酶（又称为”擦除器”eraser），识别并结合甲基化RNA的蛋白（称为“阅读器”，reader）。一般最常使用的方法为MeRIP（甲基化RNA免疫沉淀）。

来源：默克生命科学