老鼠,蚂蚁和惊人的图片:染色质和表观遗传学EMBO会议
BMC Genetics公司最近参加了在德国海德堡举行的染色质和表观遗传学EMBO会议。它每两年举办一次,为研究人员提供了一个展示他们的工作和分享想法的“中心”。以下是这令人兴奋的四天活动的一些亮点。
染色质和表观遗传学EMBO会议是两年一次的盛会,聚集了顶尖的演讲者,报道染色质和表观遗传学研究的最新进展。
会议小册子的封面是艾伦•沃尔夫博士(1959 - 2001)一位科学家仅在他生命的最后三年,发表了很多文章在表观遗传学包括DNA甲基化的作用在调节基因表达在正常和病理状态,染色质重构转录镇压和激活基因misregulation疾病的分子机制,包括癌症和Rett综合症。
科学计划大致沿着同样的路线。它被组织成一些会议,即染色质调控,发育表观遗传学,制造和打破异染色质,组蛋白修饰,RNA和代谢,转录和转录后调控,核结构和重塑染色质。
特别令人感兴趣的是一系列关于表观遗传重编程和调控的讲座,包括脊椎动物发育过程中的HOX基因调控,小鼠发育过程中的表观遗传重编程。
我个人最喜欢的是一篇关于表观遗传调控在蚂蚁社会行为中的作用的精彩演讲,它描述了来自宾夕法尼亚大学的Roberto Bonasio博士及其同事的工作。
Bonasio解释了蚂蚁社会是如何非常复杂的,不同的群体(或等级)从一个单一的基因组中产生,并具有不同的角色。每个种姓都有不同的外貌(形态)和不同的行为特征。雌性胚胎成为蚁后或工蚁的许多不同类型中的一种。每只蚂蚁的发展轨迹都与它们的基因构成完全独立。因此,每个蚁族之间的差异(它们的表现型)一定是由于表观遗传修饰(也就是说,不能用DNA序列的变化来解释)。
Bonasio的团队已经对蚂蚁的基因组进行了排序;获得全基因组DNA甲基化和染色质结构概况。与其他一些蚂蚁物种不同的是,红背索斯蚁后可以被工蚁取代,工蚁会发展出蚁后的行为和表型特征。这种独特的行为使研究人员能够研究表观遗传途径在调节大脑功能和行为中的作用。通过获得长尾蚁从工蚁转变为蚁后之前、期间和之后的基因表达谱,我们发现了一种神经肽,它可以刺激工蚁的行为,比如觅食,同时阻止工蚁转变为蚁后。这是令人兴奋的,因为这是第一次神经肽和转录调节在社会有机体的种姓决定和种姓特异性行为中发挥作用。
会议的其他主要亮点如预期的那样是两个主题演讲。
成像单细胞基因组和转录组的三维结构
来自哈佛大学的庄晓薇教授介绍了在她的实验室中开发的一些超分辨率成像和多重荧光原位杂交(FISH)成像方法,这些方法已经生成了细胞核内染色质三维构象的高分辨率图像。的帮助下她了,美丽的图片的集合,这些方法是如何被用于,例如,确认染色质被组织成大接触域称为TADS(拓扑关联域),但折叠的方式不同于经典fractal-globule模型长度尺度。
此外,庄教授还介绍了一种名为“多路错误鲁棒鱼”(multiplexed error-robust FISH, MERFISH)的单细胞转录组成像方法,并介绍了该技术的一些应用,包括绘制细胞内RNA的分布,以及在复杂组织中不同的细胞类型。
表观遗传学和瑞特综合症
会上最后一次发言的是爱丁堡大学的艾德里安·伯德教授。雷特综合征是一种破坏性的自闭症谱系障碍,影响女性儿童的发展;这在男性中很少见。患者一开始看起来很正常,症状通常出现在2到3岁之间。
伯德教授已经发现了这种疾病的原因,即所谓的Rett基因MeCP2的突变。他解释说,MeCP2蛋白与DNA位点结合,而DNA甲基化可以通过化学方式改变这些位点,从而影响基因的表达。虽然也有其他的假设,但人们认为MeCP2蛋白的主要功能是影响DNA甲基化,从而阻断转录;这是由蛋白质的生化和遗传分析以及导致这种情况的基因的不同突变的数量所支持的。缺乏mecp2会导致许多严重的神经系统疾病的发展,当然包括Rett综合征。
然而,演讲中最有趣的部分是一个非常直观的演示,以老鼠为模型,说明借助视频可能治愈这种疾病。
总的来说,我肯定会向任何对该领域感兴趣的人推荐这次会议,我期待着两年后的方案。