Чарльз Эллис - Эпигенетика

Рис. 3.21.Основные вопросы в эпигенетических исследованиях

Многие экспериментальные системы, используемые в эпигенетических исследованиях, вскрыли многочисленные пути и новые механизмы эпигенетического контроля Однако многие вопросы, как показано на этом рисунке, все еще остаются без ответа и нуждаются в дальнейшем выяснении или в подтверждении с использованием новых и уже существующих систем и методов

Остается еще много фундаментальных эпигенетических вопросов. Например, что отличает одну нить хроматина от другой, аллельной, хотя обе содержат одинаковые нуклеотидные последовательности ДНК в одном и том же ядерном окружении? Что определяет механизмы, обеспечивающие наследование и воспроизведение эпигенетической информации? Какова молекулярная природа клеточной памяти? Существуют ли эпигенетические импринты в зародышевом пути, которые служат для удержания этого генома в тотипотентном состоянии? Если да, то как эти метки стираются в ходе развития? Добавляются ли в ходе развития новые метки, которые служат для «запирания», фиксации дифференцированных состояний? Мы предвкушаем появление следующего поколения исследований (и исследователей), достаточно смелых, чтобы попытаться ответить на эти вопросы со всей страстностью, свойственной предшествующему поколению исследователей-генетиков и эпигенетиков.

Подводя итог, можно утверждать, что генетические принципы, описанные Менделем управляют, вероятно, огромным большинством характеристик нашего развития и нашего внешнего фенотипа Однако исключения из этого правила могут иногда обнаружить новые принципы и новые механизмы, обеспечивающие наследование, которые ранее недооценивались и в некоторых случаях были малопонятными. Цель этой книги — представить читателю новую оценку основ фенотипической изменчивости, лежащих за пределами изменений в ДНК. Мы надеемся, что системы и концепции, описанные в этой книге, заложат полезный фундамент для будущих поколений студентов и исследователей, таких же, как те, кого увлекли странности эпигенетических явлений.

Ahmad K. and Henikoff S. 2002. The histone variant H3.3 marks ac­tive chromatin by replication-independent nucleosome assembly. Mol. Cell 9: 1191-1200.

Allfrey V.G., Faulkner R., and Mirsky A.E. 1964. Acetylation and methylation of histones and their possible role in the regulation of RNA synthesis. Proc. Natl Acad. Sci. 51: 786-794.

Almeida R. and Allshire R.C. 2005. RNA silencing and genome regulation. Trends Cell Biol. 15: 251-258.

Aparicio O.M., Billington B.L., and Gottschling D.E. 1991. Modi­fiers of position effect are shared between telomeric and silent mating-type loci in S cerevisiae. Cell 66: 1279-1287.

Avery O.T., Macleod C.M., and McCarty M. 1944. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Induction of transformation by a desoxy­ribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus Type III. J. Exp. Med. 79: 137-158.

Avner R and Heard E. 2001. X-chromosome inactivation: Counting, choice and initiation. Nat. Rev. Genet. 2: 59-67.

Bannister A.J. and Kouzarides T. 2005. Reversing histone methyla­tion. Nature 436: 1103-1106.

Bannister A. J., Zegerman R, Partridge J.E, Miska E.A., Thomas J.O., Allshire R.C, and Kouzarides T. 2001. Selective recognition of methylated lysine 9 on histone H3 by the HP1 chromo domain. Nature 410: 120-124.

Barton S.C., Surani M.A., and Norris M.L. 1984. Role of paternal and maternal genomes in mouse development. Nature 311: 374-376.

Bastow R., Mylne J.S., Lister C, Lippman Z., Martienssen R.A., and Dean C. 2004. Vernalization requires epigenetic silencing of FLC by histone methylation. Nature 427: 164-167.

Baxter J., Sauer S., Peters A., John R., Williams R., Caparros M.L., Amey K., Otte A., Jenuwein T, Merkenschlager M., and Fisher A. G. 2004. Histone hypomethylation is an indicator of epigenetic plasticity in quiescent lymphocytes. EMBO J. 23: 4462-4472. Berger S.L. 2002. Histone modifications in transcriptional regulation. Curr. Opin. Genet. Dev. 12: 142-148.

Bernard P., Maure J.E, Partridge J.F., Genier S., Javerzat J.P., and Allshire R.C. 2001. Requirement of heterochromatin for cohesion at centromeres. Science 294: 2539-2542.

Bernstein B.E., Kamal M., Lindblad-Toh K., Bekiranov S., Bailey D. K., Huebert D.J., McMahon S., Karlsson E.K., Kulbokas E. J., III, Gitigeras T.R., et al. 2005. Genomic maps and com­parative analysis of histone modifications in human and mouse. Cell 120: 169-181.

Bernstein B.E., Mikkelsen T.S., Xie X., Kamal M., Huebert D.J., Cuff J., Fry B., Meissner A., Wemig M., Plath K., et al. 2006. A bivalent chromatin structure marks key developmental genes in embryonic stem cells. Cell 125: 315-326.

Bernstein E. and Allis C.D. 2005. RNA meets chromatin. Genes Dev. 19: 1635-1655.

Bird A.P. 1986. CpG-rich islands and the function of DNA methyla­tion. Nature 321: 209-213.

Birky C.W., Jr. 2001. The inheritance of genes in mitochondria and chloroplasts: Laws, mechanisms, and models. Annu. Rev. Genet. 35: 125-148.

Bolland D.J., Wood A.L., Johnston CM., Bunting S.F., Morgan G., Chakalova L., Fraser P.J., and Corcoran A.E. 2004. Antisense inter-genic transcription in V(D)J recombination. Nat. Immunol. 5: 630-637.

Bourc’his D. and Bestor T.H. 2004. Meiotic catastrophe and ret- rotransposon reactivation in male germ cells lacking Dnmt3L. Nature 431: 96-99.

Boyer L.A., Plath K., Zeitlinger J., Brambrink T., Medeiros L.A., Lee T.I., Levine S.S., Wemig M., Tajonar A., Ray M.K., et al. 2006 Polycomb complexes repress developmental regulators in murine embryonic stem cells. Nature 441: 349-353.

Bracken A.P, Dietrich N., Pasini D., Hansen K.H., and Helin K. 2006. Genome-wide mapping of Polycomb target genes unravels their roles in cell fate transitions. Genes Dev. 20: 1123-1136. Braig M., Lee S.. Loddenkemper C, Rudolph C, Peters A.H., Schlegelberger B., Stein H., Dorken B., Jenuwein T., and Schmitt C. A. 2005. Oncogene-induced senescence as an initial barrier in lymphoma development. Nature 436: 660-665.

Brownell J.E., Zhou J., Ranalli T., Kobayashi R., Edmondson D. G., Roth S.Y., and Allis C.D. 1996. Tetrahymena histone acetyltrans-ferase A: A homolog to yeast Gcn5p linking histone acetylation to gene activation. Cell 84: 843-851.

Caims B.R. 2005. Chromatin remodeling complexes: Strength in diversity, precision through specialization. Curr. Opin. Genet. Dev. 15: 185-190.

Campbell K.H., McWhir J., Ritchie W.A., and Wilmut 1.1996. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line. Nature 380: 64-66.

Cao R., Wang L., Wang H., Xia L., Erdjument-Bromage H., Tempst P., Jones R.S.,and Zhang Y. 2002. Role ofhistone H3 lysine 27 methy­lation in Polycomb-group silencing. Science 298: 1039-1043.

Cavalli G. and Paro R. 1999. Epigenetic inheritance of active chro­matin after removal of the main transactivator. Science 286: 955-958.

Chakalova L., Debrand E., Mitchell J.A., Osbome C.S., and Fraser P. 2005. Replication and transcription: Shaping the landscape of the genome. Nat. Rev. Genet. 6: 669-677.

Chalker D.L. and Yao M.C. 2001. Nongenic, bidirectional transcrip­tion precedes and may promote developmental DNA deletion in Tetrahymena thermophila. Genes Dev. 15: 1287-1298.

Chan S.W., Zilberman D., Xie Z., Johansen L.K., Carrington J.C., and Jacobsen S.E.2004. RNA silencing genes control de novo DNA methylation. Science 303: 1336.

Chen R.Z., Pettersson U., Beard C., Jackson-Grusby L., and Jaenisch R. 1998. DNA hypomethylation leads to elevated mutation rates. Nature 395: 89-93.

Cheng D., Yadav N., King R.W., Swanson M.S., Weinstein E.J., and Bedford M.T. 2004. Small molecule regulators of protein arginine methyltransferases. J. Biol. Chem. 279: 23892-23899.

Cheng J.C., Yoo C.B., Weisenberger D.J., Chuang J., Wozniak C., Liang G., Marquez V.E., Greer S., Omtoft T.F., Thykjaer T., and Jones P.A. 2004. Preferential response of cancer cells to zebularine. Cancer Cell 6: 151-158.

Cho K.S., Elizondo L.I., and Boerkoel C.F. 2004. Advances in chromatin remodeling and human disease. Curr. Opin. Genet. Dev. 14: 308-315.

Chuikov S., Kurash J.K., Wilson J.R., Xiao B., Justin N., Ivanov G.S., McKinney K., Tempst P., Prives C., Gamblin S.J.. et al. Regulation of p53 activity through lysine methylation. Nature 432: 353-360.

Clark-Adams C.D., Noms D., Osley M.A., Fassler J.S., and Winston F. 1988. Changes in histone gene dosage alter transcription in yeast. Genes Dev. 2: 150-159.

Cohen F.E. and Prusiner S.B. 1998. Pathologic conformations of prion proteins. Annu. Rev. Biochem. 67: 793-819.

Cosgrove M.S., Boeke J.D., and Wolberger C. 2004. Regulated nu- cleosome mobility and the histone code. Nat. Struct. Mol. Biol. 11: 1037-1043.

Cremer T. and Cremer C. 2001. Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells. Nat. Rev. Genet. 2: 292-301.