Epigenetiikassa

Epigenetiikka on tutkimus mekanismeista, joiden avulla geenien ilmaisua säädellään ilman DNA:n perimmäisen sekvenssin muutosta. Se kattaa kehityksen, solujen erilaistumisen ja yksilön vasteet ympäristötekijöihin sekä monien sairauksien taustalla vaikuttavat ilmiöt. Epigenettiset muutokset voivat olla kudoksessa ajallisesti ja tilakohtaisesti vaihtuvia, ja joissain tapauksissa ne voivat siirtyä solujen jakautuessa seuraaville sukupolville.

Keskeiset mekanismit ovat DNA-metylaatio, histonimuokkaukset ja kromatiinin remodelointi sekä pienet ei-koodaavat RNA:t kuten miRNA ja piRNA. DNA-metylaatio usein liittyy geenien ilmaisun hiljentymiseen, kun taas histonimuokkaukset vaikuttavat kromatiinin pakkautuneisuuteen ja siten geenien saatavuuteen. Kromatiinin remodelointi muuttaa DNA:n pakkausmuotoa. Non-koodaavat RNA:t ohjaavat ilmaisua post-transkriptionaalisesti. Nämä mekanismit toimivat yhdessä kehityksen aikana ja ympäristön vaikutuksesta syntyvän epigenomisen tilan muodostamisessa.

Merkitys ja sovellukset kattavat kehityksen, genomisen imprintingin sekä X-kromosomin inaktivoinnin. Epigenetiikka on keskeinen myös syövän ja muiden sairauksien tutkimuksessa, joissa epäonnistunut epigenominen säätely voi edistää tautia. Tutkimuksessa käytetään menetelmiä kuten bisulfiittisekvensointia DNA-metylaation kartoittamiseen, ChIP-seq:iä histonimuokkauksille sekä ATAC-seq:iä kromatiinin avoimuuden mittaamiseen. Epigenetiikasta kehitetään myös terapioita, kuten DNMT- ja HDAC-estäjiä, sekä uusia epigenome-editointimenetelmiä.