目錄第1章 表觀遺傳學簡史 11.1 引言 11.2 來自遺傳學和發育生物學的線索 21.3 DNA在一個生物體的所有體細胞中都是相同的 31.4 DNA甲基化的作用 41.5 染色質的作用 41.6 所有機制都是相互關聯的 7致謝 7第2章 下一代：年輕科學家在表觀遺傳學研究中令人振奮的新發現 82.1 組蛋白去甲基化酶的發現 102.2 細胞重編程 122.3 lncRNA：將RNA與染色質相連接 142.4 增強子RNA：一類在增強子處合成的長鏈非編碼RNA 16致謝 182.5 表觀遺傳學拓展：基因組DNA中胞嘧啶的新修飾 182.6 植物可移動小RNA 212.7 CpG島染色質是通過CxxC類鋅指蛋白的招募而形成的 242.8 用于癌癥治療的布羅莫結構域和超末端結構域抑制劑：染色質結構的化學調節 262.9 含布羅莫結構域蛋白在炎癥反應中的藥理抑制作用 282.10 兒童腦瘤中的組蛋白H3突變 312.11 染色體折疊是表觀遺傳狀態的“駕駛員”還是“乘客”？ 33致謝 35第3章 概述和概念 363.1 遺傳學與表觀遺傳學 383.2 研究表觀遺傳學的模型系統 403.3 表觀遺傳學的定義 423.4 染色質模板 443.5 組蛋白修飾：寫入器和擦除器 443.6 組蛋白閱讀器和染色質重塑因子 483.7 組蛋白變體 493.8 組蛋白修飾的生物學效應 503.9 染色質的高階組織 553.10 DNA甲基化 583.11 RNAi和RNA介導的基因沉默 603.12 常染色質與異染色質的區別 623.13 從單細胞到多細胞系統 653.14 表觀基因組參考圖 663.15 擴展的基因概念和非編碼RNA 693.16 Polycomb和Trithorax 713.17 X染色體失活和兼性異染色質 753.18 細胞命運重編程 773.19 癌癥和表觀遺傳治療 793.20 人類疾病的表觀遺傳因素 813.21 代謝和環境的表觀遺傳應答 843.22 表觀遺傳的遺傳 873.23 表觀遺傳調控到底有什么功能？ 903.24 表觀遺傳研究中涉及的重大問題 91網絡資源 93第4章 組蛋白乙酰化的寫入器和閱讀器：結構、機制和抑制 944.1 組蛋白的寫入器、擦除器和閱讀器介紹 954.2 組蛋白乙酰轉移酶 964.3 乙酰賴氨酸閱讀器 1064.4 展望 114致謝 114第5章 組蛋白乙酰化擦除器：組蛋白去乙酰化酶 1155.1 引言 1165.2 HDAC家族和分類：2個家族和4個類別 1175.3 催化機理和結構 1205.4 HDAC的底物 1245.5 HDAC活性的調節 1265.6 HDAC的生物學重要性 1295.7 抑制劑 1325.8 總結 137第6章 DNA和組蛋白甲基化的結構和功能協調 1386.1 組蛋白甲基化和去甲基化 1396.2DNA甲基化 1476.3 DNA甲基化與組蛋白修飾之間的相互作用 1506.4 總結 155致謝 156第7章 組蛋白表觀遺傳標記和DNA甲基化標記讀取的結構解析 1577.1 引言 1587.2 通過PHD指和BAH模塊讀取Kme標記 1617.3 通過單個Royal家族模塊讀取Kme標記1657.4 通過串聯Royal家族模塊讀取Kme標記1677.5 通過組合和配對模塊讀取Kme標記 1717.6 通過Tudor模塊讀取甲基化精氨酸標記 1737.7 未修飾賴氨酸標記的讀取 1757.8 未修飾精氨酸標記的讀取 1767.9 肽水平上通過連鎖結合模塊的多價讀取1787.10 核小體水平通過連鎖結合模塊的多價讀取 1827.11 PHD-bromo盒的非染色質功能角色 1827.12 組蛋白標記間的互作 1837.13 組蛋白類似物 1867.14 DNA上全甲基化5mCpG位點的讀取 1877.15 DNA上半甲基化5mCpG位點的讀取 1907.16 展望與未來挑戰 192致謝 198第8章 釀酒酵母的表觀遺傳學 1998.1 酵母的遺傳和分子工具 2008.2 酵母的生命周期 2038.3 酵母異染色質存在于沉默的HM交配位點和端粒之中 2058.4 Sir蛋白質結構與進化保守性 2068.5 沉默染色質是一種在整個結構域中擴散的抑制性結構2088.6 異染色質組裝的不同步驟 2098.7 組蛋白H4K16乙酰化及其被 Sir2 去乙酰化的關鍵作用 2128.8 屏障功能：組蛋白修飾限制Sir復合體擴散2138.9 H3氨基末端尾巴在高階染色質結構中的作用 2148.10 端粒的反式相互作用和異染色質的核周緣附著 2158.11 端粒環化 2178.12 天然亞端粒結構域的可變抑制 2178.13 表觀遺傳狀態的遺傳 2188.14 Sir蛋白和沉默染色質的其他功能 2198.15 總結 222第9章 粟酒裂殖酵母染色質狀態的表觀調控 2239.1 粟酒裂殖酵母的生命周期 2249.2 異染色質組分的篩選 2269.3 不同類型的異染色質 2279.4 粟酒裂殖酵母的著絲粒：研究異染色質的范例2289.5 粟酒裂殖酵母著絲粒染色質結構域和動粒2349.6 其他沉默區的異染色質形成 2389.7 粟酒裂殖酵母的核小體重塑 2409.8 粟酒裂殖酵母的細胞核裝配 2409.9 粟酒裂殖酵母的基因組和表觀基因組2429.10 總結 243致謝 243第10章 粗糙脈孢菌：一個用于表觀遺傳學研究的模型系統 24410.1 粗糙脈孢菌：有機體的歷史和特征 24510.2 脈孢菌DNA甲基化 24710.3 RIP—一個同時具有遺傳和表觀遺傳學方面的基因組防御系統 24910.4 對RIP遺留痕跡的研究為DNA甲基化的調控提供了見解 24910.5 組蛋白H3K27甲基化 25310.6 抑制 25310.7 減數分裂沉默 25510.8 RIP、抑制和減數分裂沉默的可能功能和實際用途 25810.9 總結 259致謝 259第11章 纖毛蟲的表觀遺傳學 26011.1 纖毛蟲：具有兩個不同基因組的單細胞 26211.2 接合：生殖系和體細胞基因組的分化 26311.3 大核和微核：活性與沉默染色質的模型 26311.4 纖毛蟲中同源依賴的基因沉默 26511.5 大核發育過程中的全基因組重排 26611.6 DNA消除是由同源依賴機制介導的 26911.7 DNA消除是由小RNA介導的整個基因組跨核比較引導的 27311.8 scnRNA誘導的異染色質形成先于DNA消除 27511.9DNA有序化以母體RNA為模板 27611.10 程序化基因組重排的生物學功能 27811.11 交配型決定的表觀遺傳調控 27911.12 總結 280第12章 果蠅的花斑型位置效應、異染色質形成和基因沉默 28112.1 基因異常地與異染色質靠近顯示出花斑表型 28212.2 篩選PEV抑制劑和增強子以鑒定出染色體蛋白質和染色體蛋白質修飾因子 28612.3 染色體蛋白質的分布和結合模式 28912.4 組蛋白修飾在異染色質沉默中起關鍵作用 29012.5 染色體蛋白質形成相互依賴的復合體來維持和擴展異染色質結構 29212.6 并非所有異染色質都是相同的：空間組織很重要 29612.7 果蠅異染色質的形成是如何靶向的？ 29912.8 不同生物體中的PEV、異染色質形成與基因沉默 30012.9 總結：關于異染色質，我們還有很多未知 301致謝 302第13章 植物的表觀遺傳調控 30313.1 植物作為表觀遺傳研究的模型 30413.2 植物中染色質的分子組成 31213.3 RNA介導的基因沉默途徑的分子成分 31913.4 展望 329致謝 330第14章 利用小鼠模型研究表觀遺傳學 33114.1 利用小鼠模型鑒定表觀遺傳重編程修飾因子 33214.2 近交小鼠克隆中的表觀遺傳現象 34414.3 總結與展望 352第15章 哺乳動物中的DNA甲基化 35415.1 細胞記憶的機制 35515.2 DNA甲基化模式的建立 35715.3 DNA去甲基化 36115.4 DNA甲基化調控基因表達 36415.5 DNA甲基化與組蛋白修飾的相互作用 36715.6 DNA甲基化與疾病 36815.7 展望 370致謝 372第16章 RNAi和異染色質組裝 37316.1 RNAi途徑概述 37416.2 表明RNA是TGS中介的早期證據 37716.3 粟酒裂殖酵母中RNAi和異染色質組裝 37816.4 擬南芥中RNAi介導的染色質和 DNA修飾 38416.5 動物中RNAi介導的染色質修飾的保守性 38616.6 總結 387第17章 多梳蛋白家族介導的轉錄沉默 38917.1 引言 39017.2 染色質上沉默標記的建立 39317.3 PcG復合體靶向到沉默的基因 40217.4 發育和疾病中的PcG抑制 40517.5 總結與展望 409致謝 410第18章 一組Trithorax蛋白質調控基因表達 41118.1 引言 41218.2 trxG蛋白與染色質的聯系 41618.3 trxG蛋白與一般轉錄機制的聯系 42218.4 trxG蛋白與黏連蛋白的聯系 42318.5 其他trxG蛋白的生化功能 42318.6 trxG蛋白和PcG蛋白的功能互作 42318.7 非編碼RNA和trxG蛋白 42418.8 trxG蛋白和人類疾病 42518.9 總結 425第19章 染色質的遠程交互作用 42619.1 引言：體內儲存DNA的挑戰 42819.2 核架構背景下的遠程交互作用 42919.3 染色質交互作用和基因調控的分析 43519.4 染色質環交互的不同類型 43819.5 構建染色質環 44319.6 環的交互和基因調控 44419.7 總結 444第20章 組蛋白變體和表觀遺傳學 44620.1 所有生物中DNA被結構性蛋白包裝 44720.2 真核生物核心組蛋白從古細菌組蛋白進化而來 44920.3 大量組蛋白在DNA復制后加載 45120.4 組蛋白變體在整個細胞周期中加載 45220.5 一種特殊的組蛋白H3變體標記了著絲粒 45220.6 組蛋白變體H3.3的替換發生在活躍染色質上 45620.7 H3.3在生殖系中的功能 45720.8 H2A.X的磷酸化在DNA雙鏈斷裂修復過程中的功能45920.9 H2A.Z在染色質調節中起多種作用 46020.10 H3.3和H2A.Z占據特定染色質位置 46120.11 H2A.Z核小體的占據是動態的并改變染色質的特性 46220.12 H2A.Z在表觀繼承中的功能 46320.13 其他H2A變體區分染色質，但它們的功能尚不清楚 46420.14 許多組蛋白已經進化，以更緊密地包裝DNA 46520.15 組蛋白變體與人類疾病 46620.16 總結與展望 467第21章 核小體重塑與表觀遺傳學 46821.1 核小體重塑的發現：歷史回顧 47021.2 核小體重塑的具體細節 47321.3 核小體重塑復合體的多樣性 47621.4 核小體重塑因子作為轉錄調控因子 47821.5 染色質組裝與組織過程中的核小體重塑 48021.6 染色質重塑因子對組蛋白修飾的識別 48121.7 翻譯后修飾對重塑因子的調控 48221.8 染色質重塑因子與DNA甲基化的相互作用 48321.9 染色質重塑因子和組蛋白變體 48321.10 發