Epigenetics là gì? các nghiên cứu và ứng dụng ĐH KHTN tài liệu cao học chú thích rõ ràng

Epigenetics là gì? các nghiên cứu và ứng dụng ĐH KHTN tài liệu cao học chú thích rõ ràng. EPIGENETICS: Gen không thay đổi trình tự nhưng kiểu hình lại khác nhau NST cần được xoắn lại, gập cuộn để tạo thành các cấu trúc nhỏ để nằm trong nhân. DNA bám váo các protein histone nhờ lực tương tác tĩnh điện, DNA tích điện âm nhờ gốc PO42, còn histone tích điện dương nhờ một vào protein 1 gen muốn được biểu hiện thì phải nằm trên vùng ercomatin, cấu trúc lỏng lẻo với histone mới có thể giúp các yếu tố phiên mã tham gia gắn vào. Kiểm soát phên mã tới kiểm soát cắt nối gắn mũ..., kiểm soát phân hủy do siRNA..., tồn tại đủ lâu mới có quá trình dịch mã xảy ra, sau dịch mã cần có quá trình gắn đường tùm lum thứ để hình thành > ít nhất 8 bước kiểm soát biểu hiện

MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ EPIGENETICS Gen không thay đổi trình tự kiểu hình lại khác Biệt hóa tế bào gốc Cặp sinh đôi có màu tóc khác Một cá thể có hai màu mắt khác Hiện tượng bất hoạt NST X CƠ CHẾ CỦA EPIGENETICS Gồm có chế can thiệp, chế tác động ảnh hướng tới biểu gen gồm: RNA can thiệp vào trình dịch mã BIến đổi protein histon Các biến đổi không làm thay đổi trình tự DNA methyl hóa DNA CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ: DNA + HISTONE + NON-HISTONE NST cần xoắn lại, gập cuộn để tạo thành cấu trúc nhỏ để nằm nhân DNA bám váo protein histone nhờ lực tương tác tĩnh điện, DNA tích điện âm nhờ gốc PO42-, histone tích điện dương nhờ vào protein gen muốn biểu phải nằm vùng ercomatin, cấu trúc lỏng lẻo với histone giúp yếu tố phiên mã tham gia gắn vào Kiểm soát phên mã tới kiểm soát cắt nối gắn mũ , kiểm soát phân hủy siRNA , tồn đủ lâu có trình dịch mã xảy ra, sau dịch mã cần có trình gắn đường tùm lum thứ để hình thành -> bước kiểm soát biểu CÁC LOẠI BIẾN ĐỔI TRÊN PROTEIN HISTONE Các loại biến đổi: -Methyl hóa lysine arginine -Acetyl hóa lysine -Phosphoryl hóa serin/tyrosine/threonine -Ubiquitin hóa lysine Có hai chế: -Biến đổi cấu trúc histone  thay đổi tính gắn DNA histone  ảnh hưởng phiên mã DNA -Tạo điểm đánh dấu histone  protein có chức khác gắn vào  ảnh hưởng phiên mã DNA CƠ CHẾ EPIGENETICS – SỰ METHYL HÓA DNA -Gắn nhóm methyl từ S-adenosylmethionine vào vị trí C5 Cytosine -Enzyme chịu trách nhiệm: DNA methyltransferase -Sự methyl hóa tự nhiên: 1) genomic imprinting; 2) biệt hóa tế bào; 3) bất hoạt nhiễm sắc thể X SỰ METHYL HÓA DNA -Cơ chế điều hòa phiên mã gen methyl hóa DNA: ức chế biểu gene Nhóm methyl DNA cản trở yếu tố phiên mã bám vào DNA chất đánh dấu Nhóm methyl DNA đóng vai trò dấu hiệu cho protein khác đến bám vào  cấu trúc DNA chuyển thành heterochromatin  gen không biểu -Trong ung thư: gen giúp sửa sai DNA, giúp ngăn chặn sai hỏng DNA Các đảo CpG gen ức chế khối u (tumor suppressor gene) bị methyl hóa mức  gen không biểu  ung thư tăng cường số lượng Sự thiếu methyl hóa toàn bộ gen  kích hoạt proto-oncogene gen bền vững  ung thư CƠ CHẾ EPIGENETICS – RNAi (RNA CAN THIỆP) bắt cặp với rna thông tin -> làm phá hủy làm rna không trình diện -Các RNA nhỏ (sRNA) điều hòa biểu gen cách ức chế biểu tăng cường biểu -RNA ức chế gồm có: siRNA (small interfering RNA) miRNA (micro RNA) Các RNA tương tác với mRNA đích làm cho mRNA bị phân hủy dịch mã bị ức chế -RNA tăng cường biểu gen: chế chưa hiểu rõ, có liên quan đến gắn RNA nhỏ vào vùng promoter gen NGUỒN GỐC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA RNAi Xuất TBC ngoại sinh kết hợp với phức hợp risc tạo thành phước hợp dò tìm rna thông tin tương thích, Nguồn gốc từ nhân tạo ra, nội sinh NGHIÊN CỨU EPIGENETICS Biến đổi protein histon  phương pháp ChIP-chip ChIP-seq Methyl hóa DNA  Biến đổi bi-sulfite sequencing RNA can thiệp  phân tích miRNA NGHIÊN CỨU PROTEIN HISTON – KỸ THUẬT ChIP-chip/seq Biết biến đổi protein histon xảy đâu ChIP-chip ChIP-seq kháng thể đặc hiệu cho protein histon DNA cố định protein histone thu nhận histon dược kháng thể bắt đặc hiệu Sau tách DNA ra, đưa lên chip có chứa toàn trình tự DNA người Từ DNA bắt cặp cung cấp thông tin vị trí chúng xoắn cuộn protein histon từ biết protein histon đâu APP beta-secretase www.ibcn.cnr.it 27 Protein Tau Nằm chuỗi truyền tín hiệu, phosphoryl hóa phân tử mục tiêu có protein Tau bình thường mi ức chế biểu ERK1/2, nhiên bị bệnh, không ức chế, dẫn đến ERK1/2 biểu mức dẫn đến phosphoryl hóa mức nên thay tạo thành vi ống lại kết cụm với Nên vi ống bị biến đổi so với bình thường ez bình thường chịu trách nhiệm giữ lại exon số 10 protein Tau Dạng 4R dạng bt, bị exon 10 trở nên bất thường dạng 3R (ko liên kết với vi ống) Hébert et al (2012) 28 Triển vọng điều trị AD • Thử nghiệm lâm sàng: + 2012-2015: Nghiên cứu biểu miR-107 BACE1 dịch não tủy máu ngoại vi bệnh nhân Alzheimer (Trung tâm sức khỏe thần kinh Thượng Hải, Trung Quốc) + 2014-2016: Tác động Gemfibrozil lên biểu miR107 bệnh nhân Alzheimer giai đoạn sớm (Đại học Kentucky, Anh) Tóm lại biết, ghi nhận có liên hệ bệnh với epigenetics chưa biết chế điều hòa epigenetics 29 UNG THƯ BIỂU MÔ TẾ BÀO GAN (Hepatocellular carcinoma – HCC) • Ung thư biểu mô tế bào gan  U ác tính xuất phát từ tế bào gan  Là loại ung thư phổ biến hàng thứ giới  Tại Việt Nam, ung thư gan đứng hàng thứ nam giới • Biểu lâm sàng      Vàng da Đau bụng phía bên phải Giảm cân không rõ nguyên nhân Gan to: mở rộng gan, bụng sưng Mệt mỏi, buồn nôn 30 Cơ chế phân tử gây HCC miRNA ? 31 Whittaker et al (2010) Vai trò miRNA HCC Huang and He (2011) miR-221/miR-222 có vai trò oncogenes 32 Gene MIRN221, MIRN222 • Vị trí: Xp11.3 • Sản phẩm phiên mã: miR-221, miR-222 Tabasi and Erson (2008) 33 Vai trò miR-221 trình tăng sinh tế bào Chu et al (2014) 34 Vai trò miR-222 trình di Xie et al (2014) 35 Con đường PI3K/Akt • Bình thường:  PTEN có vai trò dephosphoryl hóa PIP3 thành PIP2  PP2A có vai trò dephosphoryl hóa Akt hoạt hóa thành Akt bất hoạt • miR-222 ức chế biểu gen PTEN, PP2A → PIP3, Akt hoạt hóa → Kích hoạt phân tử phía sau Snail… 36 Law and Wong (2010) Con đường Wnt/β-catenin • Trong tế bào, β-catenin phosphoryl hóa GSK3β/APC/AXIN → Polyubiquin hóa phân cắt • Wnt tương tác thụ thể màng → Phosphoryl hóa GSK3β → Phức hợp GSK3β/APC/AXIN bị bất hoạt → β-catenin tự … 37 Moon et al (2004) Mối liên hệ đường PI3K/Akt GSK2β Lee et al (2009) 38 Vai trò miR-221/222 ức chế apoptosis 39 Law and Wong (2010) Cơ chế điều hòa miR-221/222 HCC Growth factor C-Met JNK Điều hòa biểu chủ yếu mức phiên mã c-Jun miR-221/miR-222 40 Matsuzaki et al (2015) Ứng dụng miRNA điều trị HCC Callegari el at (2015) 41