表观遗传学(原书第2版)

目录第1章 表观遗传学简史 11.1 引言 11.2 来自遗传学和发育生物学的线索 21.3 DNA在一个生物体的所有体细胞中都是相同的 31.4 DNA甲基化的作用 41.5 染色质的作用 41.6 所有机制都是相互关联的 7致谢 7第2章 下一代：年轻科学家在表观遗传学研究中令人振奋的新发现 82.1 组蛋白去甲基化酶的发现 102.2 细胞重编程 122.3 lncRNA：将RNA与染色质相连接 142.4 增强子RNA：一类在增强子处合成的长链非编码RNA 16致谢 182.5 表观遗传学拓展：基因组DNA中胞嘧啶的新修饰 182.6 植物可移动小RNA 212.7 CpG岛染色质是通过CxxC类锌指蛋白的招募而形成的 242.8 用于癌症治疗的布罗莫结构域和超末端结构域抑制剂：染色质结构的化学调节 262.9 含布罗莫结构域蛋白在炎症反应中的药理抑制作用 282.10 儿童脑瘤中的组蛋白H3突变 312.11 染色体折叠是表观遗传状态的“驾驶员”还是“乘客”？ 33致谢 35第3章 概述和概念 363.1 遗传学与表观遗传学 383.2 研究表观遗传学的模型系统 403.3 表观遗传学的定义 423.4 染色质模板 443.5 组蛋白修饰：写入器和擦除器 443.6 组蛋白阅读器和染色质重塑因子 483.7 组蛋白变体 493.8 组蛋白修饰的生物学效应 503.9 染色质的高阶组织 553.10 DNA甲基化 583.11 RNAi和RNA介导的基因沉默 603.12 常染色质与异染色质的区别 623.13 从单细胞到多细胞系统 653.14 表观基因组参考图 663.15 扩展的基因概念和非编码RNA 693.16 Polycomb和Trithorax 713.17 X染色体失活和兼性异染色质 753.18 细胞命运重编程 773.19 癌症和表观遗传治疗 793.20 人类疾病的表观遗传因素 813.21 代谢和环境的表观遗传应答 843.22 表观遗传的遗传 873.23 表观遗传调控到底有什么功能？ 903.24 表观遗传研究中涉及的重大问题 91网络资源 93第4章 组蛋白乙酰化的写入器和阅读器：结构、机制和抑制 944.1 组蛋白的写入器、擦除器和阅读器介绍 954.2 组蛋白乙酰转移酶 964.3 乙酰赖氨酸阅读器 1064.4 展望 114致谢 114第5章 组蛋白乙酰化擦除器：组蛋白去乙酰化酶 1155.1 引言 1165.2 HDAC家族和分类：2个家族和4个类别 1175.3 催化机理和结构 1205.4 HDAC的底物 1245.5 HDAC活性的调节 1265.6 HDAC的生物学重要性 1295.7 抑制剂 1325.8 总结 137第6章 DNA和组蛋白甲基化的结构和功能协调 1386.1 组蛋白甲基化和去甲基化 1396.2DNA甲基化 1476.3 DNA甲基化与组蛋白修饰之间的相互作用 1506.4 总结 155致谢 156第7章 组蛋白表观遗传标记和DNA甲基化标记读取的结构解析 1577.1 引言 1587.2 通过PHD指和BAH模块读取Kme标记 1617.3 通过单个Royal家族模块读取Kme标记1657.4 通过串联Royal家族模块读取Kme标记1677.5 通过组合和配对模块读取Kme标记 1717.6 通过Tudor模块读取甲基化精氨酸标记 1737.7 未修饰赖氨酸标记的读取 1757.8 未修饰精氨酸标记的读取 1767.9 肽水平上通过连锁结合模块的多价读取1787.10 核小体水平通过连锁结合模块的多价读取 1827.11 PHD-bromo盒的非染色质功能角色 1827.12 组蛋白标记间的互作 1837.13 组蛋白类似物 1867.14 DNA上全甲基化5mCpG位点的读取 1877.15 DNA上半甲基化5mCpG位点的读取 1907.16 展望与未来挑战 192致谢 198第8章 酿酒酵母的表观遗传学 1998.1 酵母的遗传和分子工具 2008.2 酵母的生命周期 2038.3 酵母异染色质存在于沉默的HM交配位点和端粒之中 2058.4 Sir蛋白质结构与进化保守性 2068.5 沉默染色质是一种在整个结构域中扩散的抑制性结构2088.6 异染色质组装的不同步骤 2098.7 组蛋白H4K16乙酰化及其被 Sir2 去乙酰化的关键作用 2128.8 屏障功能：组蛋白修饰限制Sir复合体扩散2138.9 H3氨基末端尾巴在高阶染色质结构中的作用 2148.10 端粒的反式相互作用和异染色质的核周缘附着 2158.11 端粒环化 2178.12 天然亚端粒结构域的可变抑制 2178.13 表观遗传状态的遗传 2188.14 Sir蛋白和沉默染色质的其他功能 2198.15 总结 222第9章 粟酒裂殖酵母染色质状态的表观调控 2239.1 粟酒裂殖酵母的生命周期 2249.2 异染色质组分的筛选 2269.3 不同类型的异染色质 2279.4 粟酒裂殖酵母的着丝粒：研究异染色质的范例2289.5 粟酒裂殖酵母着丝粒染色质结构域和动粒2349.6 其他沉默区的异染色质形成 2389.7 粟酒裂殖酵母的核小体重塑 2409.8 粟酒裂殖酵母的细胞核装配 2409.9 粟酒裂殖酵母的基因组和表观基因组2429.10 总结 243致谢 243第10章 粗糙脉孢菌：一个用于表观遗传学研究的模型系统 24410.1 粗糙脉孢菌：有机体的历史和特征 24510.2 脉孢菌DNA甲基化 24710.3 RIP—一个同时具有遗传和表观遗传学方面的基因组防御系统 24910.4 对RIP遗留痕迹的研究为DNA甲基化的调控提供了见解 24910.5 组蛋白H3K27甲基化 25310.6 抑制 25310.7 减数分裂沉默 25510.8 RIP、抑制和减数分裂沉默的可能功能和实际用途 25810.9 总结 259致谢 259第11章 纤毛虫的表观遗传学 26011.1 纤毛虫：具有两个不同基因组的单细胞 26211.2 接合：生殖系和体细胞基因组的分化 26311.3 大核和微核：活性与沉默染色质的模型 26311.4 纤毛虫中同源依赖的基因沉默 26511.5 大核发育过程中的全基因组重排 26611.6 DNA消除是由同源依赖机制介导的 26911.7 DNA消除是由小RNA介导的整个基因组跨核比较引导的 27311.8 scnRNA诱导的异染色质形成先于DNA消除 27511.9DNA有序化以母体RNA为模板 27611.10 程序化基因组重排的生物学功能 27811.11 交配型决定的表观遗传调控 27911.12 总结 280第12章 果蝇的花斑型位置效应、异染色质形成和基因沉默 28112.1 基因异常地与异染色质靠近显示出花斑表型 28212.2 筛选PEV抑制剂和增强子以鉴定出染色体蛋白质和染色体蛋白质修饰因子 28612.3 染色体蛋白质的分布和结合模式 28912.4 组蛋白修饰在异染色质沉默中起关键作用 29012.5 染色体蛋白质形成相互依赖的复合体来维持和扩展异染色质结构 29212.6 并非所有异染色质都是相同的：空间组织很重要 29612.7 果蝇异染色质的形成是如何靶向的？ 29912.8 不同生物体中的PEV、异染色质形成与基因沉默 30012.9 总结：关于异染色质，我们还有很多未知 301致谢 302第13章 植物的表观遗传调控 30313.1 植物作为表观遗传研究的模型 30413.2 植物中染色质的分子组成 31213.3 RNA介导的基因沉默途径的分子成分 31913.4 展望 329致谢 330第14章 利用小鼠模型研究表观遗传学 33114.1 利用小鼠模型鉴定表观遗传重编程修饰因子 33214.2 近交小鼠克隆中的表观遗传现象 34414.3 总结与展望 352第15章 哺乳动物中的DNA甲基化 35415.1 细胞记忆的机制 35515.2 DNA甲基化模式的建立 35715.3 DNA去甲基化 36115.4 DNA甲基化调控基因表达 36415.5 DNA甲基化与组蛋白修饰的相互作用 36715.6 DNA甲基化与疾病 36815.7 展望 370致谢 372第16章 RNAi和异染色质组装 37316.1 RNAi途径概述 37416.2 表明RNA是TGS中介的早期证据 37716.3 粟酒裂殖酵母中RNAi和异染色质组装 37816.4 拟南芥中RNAi介导的染色质和 DNA修饰 38416.5 动物中RNAi介导的染色质修饰的保守性 38616.6 总结 387第17章 多梳蛋白家族介导的转录沉默 38917.1 引言 39017.2 染色质上沉默标记的建立 39317.3 PcG复合体靶向到沉默的基因 40217.4 发育和疾病中的PcG抑制 40517.5 总结与展望 409致谢 410第18章 一组Trithorax蛋白质调控基因表达 41118.1 引言 41218.2 trxG蛋白与染色质的联系 41618.3 trxG蛋白与一般转录机制的联系 42218.4 trxG蛋白与黏连蛋白的联系 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 非编码RNA和trxG蛋白 42418.8 trxG蛋白和人类疾病 42518.9 总结 425第19章 染色质的远程交互作用 42619.1 引言：体内储存DNA的挑战 42819.2 核架构背景下的远程交互作用 42919.3 染色质交互作用和基因调控的分析 43519.4 染色质环交互的不同类型 43819.5 构建染色质环 44319.6 环的交互和基因调控 44419.7 总结 444第20章 组蛋白变体和表观遗传学 44620.1 所有生物中DNA被结构性蛋白包装 44720.2 真核生物核心组蛋白从古细菌组蛋白进化而来 44920.3 大量组蛋白在DNA复制后加载 45120.4 组蛋白变体在整个细胞周期中加载 45220.5 一种特殊的组蛋白H3变体标记了着丝粒 45220.6 组蛋白变体H3.3的替换发生在活跃染色质上 45620.7 H3.3在生殖系中的功能 45720.8 H2A.X的磷酸化在DNA双链断裂修复过程中的功能45920.9 H2A.Z在染色质调节中起多种作用 46020.10 H3.3和H2A.Z占据特定染色质位置 46120.11 H2A.Z核小体的占据是动态的并改变染色质的特性 46220.12 H2A.Z在表观继承中的功能 46320.13 其他H2A变体区分染色质，但它们的功能尚不清楚 46420.14 许多组蛋白已经进化，以更紧密地包装DNA 46520.15 组蛋白变体与人类疾病 46620.16 总结与展望 467第21章 核小体重塑与表观遗传学 46821.1 核小体重塑的发现：历史回顾 47021.2 核小体重塑的具体细节 47321.3 核小体重塑复合体的多样性 47621.4 核小体重塑因子作为转录调控因子 47821.5 染色质组装与组织过程中的核小体重塑 48021.6 染色质重塑因子对组蛋白修饰的识别 48121.7 翻译后修饰对重塑因子的调控 48221.8 染色质重塑因子与DNA甲基化的相互作用 48321.9 染色质重塑因子和组蛋白变体 48321.10 发