表观遗传学 于文强 徐国良 等著

表观遗传学极大地拓宽了人们对于遗传信息流动的认知，是后基因组时代生命科学领域研究的前沿和热点。本书作者均为国内外表观遗传学研究领域一线科研工作者，内容涵盖了表观遗传学的所有重大主题和技术应用：第1～31章梳理了表观遗传的基础知识和概念，纳入了表观遗传领域**的前沿内容，如环形RNA、lncRNA、NamiRNA、RNA修饰，以及染色质高级结构等；第32～42章为表观遗传在重要生命过程中的应用，包括早期胚胎发育、肿瘤发生发展等重要生理及病理过程；第43～63章为表观遗传核心技术和全新理论解读与应用展望，为研究者提供了详尽的操作方法。

目录
第1章　表观遗传学概论　1　
参考文献　3　
第2章　DNA甲基化　5　
2.1　DNA甲基化概述　5　
2.2　DNA甲基化与细胞记忆机制　7　
2.3　DNA甲基化模式的建立和维持　8　
2.4　DNA甲基化在基因表达调控中的作用　12　
2.5　DNA甲基化在哺乳动物中的主要功能　16　
2.6　DNA甲基化与疾病　19　
2.7　DNA甲基化相关问题与展望　23　
参考文献　24　
第3章　DNA去甲基化　28　
3.1　DNA去甲基化概述　28　
3.2　TET概述　35　
3.3　DNA去甲基化相关问题与展望　42　
3.4　DNA去甲基化研究面临的挑战　44　
参考文献　45　
第4章　基因组印记　51　
4.1基因组印记概述　51　
4.2　小鼠的印记基因　56　
4.3　基因组印记的调控　58　
4.4　印记基因群区的典型调控模型　65　
4.5　基因组印记的正常功能　67　
4.6　印记基因失常与人类疾病　69　
4.7　基因组印记的起源与进化　70　
4.8　总结与展望　71　
参考文献　72　
第5章　基因剂量补偿和X染色体失活　76　
5.1　性别决定与基因剂量补偿的概述　76　
5.2　哺乳类X染色体失活的发现与简介　80　
5.3　X染色体失活的动物模型与分子机制　84　
5.4　X染色体失活与人类疾病　89　
5.5　总结与展望　92　
参考文献　93　
第6章　组蛋白甲基化修饰　100　
6.1　蛋白质甲基化研究小史　100　
6.2　组蛋白甲基化酶的种类及催化的修饰类型　101　
参考文献　111
第7章　组蛋白去甲基化　117　
7.1　组蛋白去甲基化动态调控的研究历史概述　117　
7.2　组蛋白去甲基化酶的命名　121　
7.3　组蛋白去甲基化酶的生物学功能　123　
7.4　组蛋白去甲基化酶在制药领域的潜在应用　127　
参考文献　129　
第8章　组蛋白乙酰化　131　
8.1　组蛋白乙酰化的发现　131　
8.2　组蛋白乙酰化酶及其复合物　133　
8.3　组蛋白去乙酰化酶和抑制剂　138　
8.4　乙酰化识别蛋白　143　
8.5　组蛋白乙酰化的作用机制及功能　145　
8.6　组蛋白乙酰化与人体生理病理　150　
8.7　组蛋白乙酰化修饰与药物研发　152　
8.8　展望　153　
参考文献　154　
第9章　组蛋白其他修饰与组蛋白变体　162　
9.1　组蛋白其他修饰与组蛋白变体概述　162　
9.2　组蛋白磷酸化修饰　167　
9.3　组蛋白新型酰化修饰　170　
9.4　基于质谱检测的组蛋白修饰鉴定与定量分析　181　
9.5　组蛋白变体　187　
参考文献　193　
第10章　组蛋白修饰识别　206　
10.1　组蛋白修饰识别概述　206　
10.2　组蛋白修饰识别的分子基础　207　
10.3　组蛋白修饰识别的调控机制　210　
10.4　组蛋白修饰识别的生物学功能　212　
10.5　组蛋白修饰识别与染色质信号转导　215　
10.6　组蛋白修饰识别因子的鉴定方法与技术　218　
10.7　组蛋白阅读器靶向的药物研发　220　
参考文献　222　
第11章　染色质重塑　228　
11.1　染色质重塑概述　228　
11.2　核小体定位与基因调控　229　
11.3　组蛋白分子伴侣　233　
11.4　染色质重塑复合体　238　
11.5　染色质重塑与疾病　243　
参考文献　244　
第12章　染色质结构与组蛋白变体　247　
12.1　染色体结构　247　
12.2　组蛋白变体　254　
参考文献　261　
第13章　CTCF与三维基因组染色质高级结构　265　
13.1　CTCF与DNA的相互作用　265　
13.2　CTCF与黏连蛋白协同架构三维基因组染色质高级结构　270　
13.3　CTCF与染色质高级结构　272　
13.4　CTCF与基因表达调控　275　
13.5　总结与展望　283　
参考文献　285　
第14章　Polycomb复合物及Trithorax复合物　289　
14.1　Polycomb复合物和Trithorax复合物概论　290　
14.2　Polycomb复合物　293　
14.3　Trithorax复合物　302　
14.4　Polycomb复合物和Trithorax复合物相关抑制剂　308　
14.5　总结与展望　309　
参考文献　310　
第15章　DNA甲基化修饰酶的结构生物学研究　315　
15.1　DNA甲基转移酶　315　
15.2　DNA去甲基化调控酶　323　
参考文献　326　
第16章　非编码RNA　330　
16.1　非编码RNA概述　330　
16.2　非编码RNA种类　332　
16.3　非编码RNA特征、产生及生物学功能　332　
16.4　非编码RNA与疾病　340　
16.5　研究非编码RNA的方法学　342　
16.6　总结与展望　344　
参考文献　345　
第17章　siRNA　348　
17.1　RNAi概述　348　
17.2　siRNA的加工生成　349　
17.3　RNAi的调控机制　353　
17.4　RNAi引起的毒副作用　358　
17.5　RNAi药物的前景与挑战　360　
参考文献　362　
第18章　RNAa　365　
18.1　RNAa概述　365　
18.2　外源性RNAa　368　
18.3　内源性RNAa　372　
18.4　线虫中的RNAa　374　
18.5　RNAa的应用　375　
18.6　RNAa领域面临的问题与展望　376　
参考文献　376　
第19章　microRNA概述　381　
19.1　miRNA的概况　381　
19.2　miRNA的生物合成　384　
19.3　miRNA的作用机制　392　
19.4　miRNA数据库简介　397　
19.5　miRNA的功能与疾病　399　
19.6　miRNA与疾病诊断和治疗　410　
参考文献　414　
第20章　NamiRNA　423　
20.1　miRNA概述　423　
20.2　增强子与miRNA的关系　426　
20.3　NamiRNA通过增强子介导基因的激活　428　
20.4　NamiRNA作用机制　430　
20.5　NamiRNA研究的展望与挑战　431　
参考文献　434　
第21章　piRNA436　
21.1　piRNA的发现、分类与生成　436　
21.2　piRNA通路的功能及作用机制　440　
21.3　piRNA机器的代谢　445　
21.4　piRNA与男性不育　445　
21.5　总结与展望　446　
参考文献　446　
第22章　lncRNA　447　
22.1　lncRNA的发现和定义　447　
22.2　lncRNA的鉴定、种类与特征　448　
22.3　lncRNA的表达与转录后加工　451　
22.4　lncRNA的调控机制　453　
22.5　lncRNA的生理功能　459　
22.6　lncRNA与肿瘤465　
参考文献　467　
第23章　环形RNA　475　
23.1　环形RNA的发现　475　
23.2　环形RNA的基本分类　477　
23.3　环形RNA的自身代谢　478　
23.4　反向剪接环形RNA的生物学特征　481　
23.5　反向剪接环形RNA的功能　483　
23.6　环形RNA与疾病　485　
23.7　环形RNA研究展望　486　
参考文献　486　
第24章　RNA修饰　490　
24.1　RNA修饰简介　490　
24.2　RNA修饰分布特征　495　
24.3　RNA修饰的生物学功能　500　
24.4　RNA修饰与生理病理效应　505　
24.5　总结与展望　510　
参考文献　511　
第25章　RNA编辑　515　
25.1　RNA编辑概述　515　
25.2　RNA编辑的分类　516　
25.3　RNA编辑的定位和定量　520　
25.4　动物中RNA编辑的功能　521　
25.5　植物中RNA编辑的功能和意义　532　
25.6　RNA编辑的应用　536　
25.7　总结　537　
参考文献　537　
第26章　DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA的互动与协调　544　
26.1　DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA的相互关系和调控概论　544　
26.2　DNA甲基化与组蛋白修饰　546　
26.3　非编码RNA与DNA甲基化　548　
26.4　非编码RNA与组蛋白修饰　550　
26.5　DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA三者之间的悖论和挑战　554　
参考文献　557　
第27章　表观遗传学与基因可变剪接　561　
27.1　基因可变剪接的功能和生物学意义　561　
27.2　基因可变剪接的经典调控　565　
27.3　组蛋白修饰与基因可变剪接　568　
27.4　DNA甲基化与基因可变剪接　570　
27.5　研究展望　572　
参考文献　573　
第28章　染色质的空间结构与功能学意义　576　
28.1　细胞核与染色质的空间组织架构　576　
28.2　解析染色质　3D结构的方法　581　
28.3　发育过程中动态变化的染色质结构　584　
28.4　疾病情况下改变的染色质形态　586　
28.5　总结与展望　589　
参考文献　590　
第29章　增强子与细胞身份　595　
29.1　增强子的概念与定义　596　
29.2　增强子的表观遗传学特征　596　
29.3　增强子序列变异及突变与疾病　602　
参考文献　603　
第30章　表观遗传信息的遗传　607　
30.1　表观遗传信息的遗传概述　607　
30.2　表观遗传信息的跨代传递　608　
30.3　有丝分裂中的基因书签　615　
30.4　总结与展望　623　
参考文献　625　
第31章　表观遗传与遗传的相互作用　629　
31.1　SNP与基因表观遗传调控区域的关系　629　
31.2　表观遗传修饰改变与拷贝数变异　633　
31.3　唐氏综合征的表观遗传异常　635　
31.4　遗传与表观遗传学共同决定人的性状　638　
参考文献　643　
第32章　表观遗传学与生殖　649　
32.1　生殖过程概述　649　
32.2　精子发生和成熟的表观遗传特征　651　
32.3　卵子发生和成熟中的表观遗传调控　662　
32.4　表观遗传异常与不孕不育　666　
32.5　总结与展望　668　
参考文献　668　
第33章　早期胚胎发育中表观遗传信息的传递、重编程和调控　682　
33.1　引言　682　
33.2　哺乳动物的配子发生和早期胚胎发育　684　
33.3　表观遗传调控在胚胎发育中的重要功能　686　
33.4　研究早期胚胎发育中表观遗传调控的方法　689　
33.5　配子发生中表观基因组的建立　691　
33.6　早期胚胎发育过程中的表观遗传重编程　693　
33.7　总结与展望　698　
参考文献　698　
第34章　表观遗传学与重编程　707　
34.1　重编程概述　707　
34.2　重编程过程中的表观遗传调控　710　
34.3　总结与展望　716　
参考文献　716　
第35章　表观遗传学与造血细胞分化及疾病　718　
35.1　正常造血过程及表观遗传调控　718　
35.2　造血分化异常疾病的表观遗传调控　723　
35.3　表观遗传调控因子的相互作用　734　
35.4　造血异常疾病的表观遗传调控　736　
35.5　总结与展望　741　
参考文献　742　
第36章　表观遗传与免疫细胞分化及自身免疫病　747　
36.1　免疫细胞的发育和分化　747　
36.2　DNA去甲基化与免疫基因激活　749　
36.3　增强子对免疫细胞分化的调控　750　
36.4　自身免疫疾病与DNA甲基化　751　
36.5　组蛋白修饰与自身免疫疾病　757　
36.6　miRNA与自身免疫疾病　761　
36.7　总结与展望　765　
参考文献　766　
第37章　表观遗传学与神经系统疾病　781　
37.1　表观遗传学简介　781　
37.2　神经发育疾病中的表观遗传学　787　
37.3　神经退行性疾病中的表观遗传学　788　
37.4　针对表观遗传的潜在治疗方法　793　
37.5　总结与展望　794　
参考文献　794　
第38章　表观遗传学与孤独症谱系障碍　804　
38.1　孤独症谱系障碍　804　
38.2　孤独症谱系障碍与环境因素　808　
38.3　ASD中的典型基因突变　809　
38.4　孤独症谱系障碍与基因组印记异常　812　
38.5　ASD的表观遗传标志物　814　
38.6　总结与展望　816　
参考文献　816　
第39章　表观遗传与分子代谢　819　
39.1　蛋白质翻译后修饰　820　
39.2　代谢基因突变产生致癌代谢物　822　
39.3　代谢与表观遗传研究所面临挑战　828　
39.4　总结与展望　832　
参考文献　832　
第40章　表观遗传与肿瘤　838　
40.1　肿瘤的基本特征　839　
40.2　肿瘤与表观遗传　845　
40.3　总结与展望　863　
参考文献　864　
第41章　表观遗传学与人类复杂疾病　867　
41.1　复杂疾病的遗传学　867　
41.2　复杂疾病的表观遗传学机制　871　
41.3　总结与展望　876　
参考文献　879　
第42章　环境表观遗传学　883　
42.1　环境毒素与表观遗传学变化　883　
42.2　应对环境污染导致表观遗传变异的策略　890　
参考文献　893　
第43章　表观遗传学与外泌体　897　
43.1　微囊泡概念及分类　897　
43.2　外泌体的生物生成　897　
43.3　外泌体分泌　900　
43.4　外泌体组成成分　901　
43.5　外泌体摄取　902　
43.6　外泌体的生物功能　903　
43.7　外泌体的应用　904　
43.8　外泌体的研究方法　906　
参考文献　908　
第44章　表观遗传相关药物　914　
44.1　表观遗传重要靶点简介　914　
44.2　表观遗传药物的发展现状　917　
44.3　表观遗传先导化合物的研究现状　923　
44.4　表观遗传药物发现的难点和策略　928　
44.5　表观遗传药物的应用　932　
44.6　表观遗传药物发展面临的挑战及展望　935　
参考文献　937　
第45章　基因编辑技术与表观遗传调控　940　
45.1　常见基因编辑方法概述　940　
45.2　基因组编辑技术在表观遗传调控中的应用　944　
45.3　基因编辑技术定向调控表观修饰的意义　948　
45.4　基因编辑定向调控技术的挑战与展望　948　
参考文献　949　
第46章　表观遗传分子标志物　953　
46.1　表观遗传分子标志物的种类和特点　953　
46.2　表观遗传分子标志物的实验评估　956　
46.3　表观遗传分子标志物的临床应用　958　
46.4　表观遗传分子标志物在液体活检中的运用　962　
46.5　总结与展望　966　
参考文献　967　
第47章　全癌标志物　973　
47.1　癌症研究的窘境　973　
47.2　肿瘤的异质性与共性　975　
47.3　全癌标志物　976　
47.4　全癌标志物的展望　980　
参考文献　980　
第48章　DNA甲基化检测方法　982　
48.1　DNA甲基化研究方法概述　982　
48.2　全基因组整体甲基化水平测定　982　
48.3　基于甲基化敏感的限制性内切酶分析　983　
48.4　基于免疫亲和反应分析法　988　
48.5　基于亚硫酸氢盐转化的甲基化检测　990　
48.6　DNA甲基化检测方法的选择　999　
参考文献　1000　
第49章　DNA甲基化组数据的生物信息学分析　1005　
49.1　DNA甲基化组数据类型概述　1005　
49.2　数据分析流程　1007　
49.3　相关前沿研究　1011　
49.4　总结　1011　
参考文献　1011　
第50章　染色质免疫共沉淀技术　1014　
50.1　ChIP方法学概论.1015　
50.2　ChIP基本方法：ChIP-qPCR　1015
50.3　ChIP-on-chip　1021
50.4　ChIP-seq　1024
50.5　ChIP-exo1029
参考文献　1033　
第51章　ChIP的生物信息学1035　
51.1　ChIP-seq数据概述　1035　
51.2　单个ChIP-seq样本的预处理和下游分析　1036　
51.3　来自相同细胞状态的多ChIP-seq样本整合分析　1038　
51.4　跨细胞状态的ChIP-seq样本比较分析　1039　
51.5　ChIP-seq数据分析的挑战与展望　1040　
参考文献　1041　
第52章　lncRNA的检测及研究方法　1043　
52.1　概述　1043　
52.2　功能性　lncRNA的筛查　1044　
52.3　lncRNA的鉴定　1046　
52.4　lncRNA的表达检测　1049　
52.5　lncRNA在基因组上的结合位点检测　1050　
52.6　RNA-蛋白质相互作用的检测　1051　
52.7　lncRNA自身的表达调控研究　1053　
52.8　总结与展望　1055　
参考文献　1056　
第53章　RNA分析　1059　
53.1　RNA-seq测序数据比对　1059　
53.2　RNA的定量　1061　
53.3　差异表达基因分析　1063　
53.4　其他RNA分析方法　1065　
参考文献　1067　
第54章　RNA修饰的检测　1070　
54.1　RNA修饰的类型　1070　
54.2　RNA修饰的检测技术　1072　
参考文献　1090　
第55章　RNA剪接的生物信息学　1093　
55.1　RNA剪接的生物信息学概述　1093　
55.2　可变剪接的预测方法　1094　
55.3　可变剪接预测结果的应用　1097　
55.4　总结与展望　1098　
参考文献　1098　
第56章　3D基因组检测方法　1102　
56.1　染色质3D结构研究的实验方法　1102　
56.2　3D基因组学生物信息分析　1122　
参考文献　1125　
第57章　单细胞测序技术　1127　
57.1　单细胞测序技术的意义和发展　1127　
57.2　单细胞分离技术　1129　
57.3　单细胞全基因组扩增方法　1131　
57.4　单细胞基因组测序　1134　
57.5　单细胞转录组测序　1135　
57.6　单细胞表观组测序　1141　
57.7　单细胞多组学测序　1147　
57.8　总结与展望　1149　
参考文献　1150　
第58章　核小体定位分析　1155　
58.1　核小体定位分析概述　1155　
58.2　基于酶促切割DNA的方式　1156　
58.3　基于酶促反应印迹的方式——NOMe-seq　1157　
58.4　基于抗体富集的方式——H3ChIP-seq　1159　
58.5　基于化学或者物理切割DNA的方式　1159　
参考文献　1161　
第59章　蛋白质翻译后修饰的质谱分析　1164　
59.1　生物质谱的原理和分析方法　1164　
59.2　常见蛋白质翻译后修饰的质谱分析　1171　
59.3　蛋白质及修饰的信息学分析　1183　
59.4　展望　1184　
参考文献　1184　
第60章　基因编辑方法学　1188　
60.1　基因编辑技术原理　1188　
60.2　ZFN技术　1189　
60.3　TALEN技术　1191　
60.4　CRISPR/Cas9技术　1191　
60.5　其他类型的CRISPR核酸酶　1192　
60.6　CRISPR/Cas9特异性-检测脱靶的方法　1192　
60.7　提高特异性的方法　1193　
60.8　设计sgRNA的网站　1195　
60.9　基因敲除　1195　
60.10　基因敲入　1196　
60.11　纠正基因突变与引入点突变　1197　
60.12　CRISPR/Cas9导入细胞的方法　1198　
60.13　CRISPR/Cas9系统的其他几种应用　1198　
60.14　总结与展望　1200　
参考文献　1200　
第61章　二代测序样本制备策略　1204　
61.1　简介：NGS及文库构建的关键　1204　
61.2　NGS工作流程的基础：片段化、片段大小选择及测序方式　1205　
61.3　DNA文库制备　1207　
61.4　RNA文库制备　1208　
61.5　NGS文库构建的注意事项：偏倚、复杂性、批次效应　1210　
61.6　靶向测序和扩增子测序　1212　
61.7　单细胞DNA测序　1213　
61.8　单细胞RNA测序1214　
61.9　临床应用　1216　
61.10　染色体免疫沉淀测序　1218　
61.11　RNA免疫沉淀测序　1220　
61.12　甲基化DNA免疫沉淀　1222　
61.13　甲基化测序　1223　
61.14　SHAPE测序　1225　
61.15　其他基于二代测序的应用　1225　
61.16　三代测序系统　1225　
参考文献　1225　
第62章　表观遗传学常用软件及网站介绍　1231　
62.1　ENCODE计划和Roadmap计划的介绍　1231　
62.2　表观遗传常用数据及软件资源介绍　1236　
62.3　表观遗传常用软件　1242　
62.4　总结与展望　1245　
参考文献　1245　
第63章　人也序列　1248　
63.1　人也序列概述　1248　
63.2　人也序列作用机制及应用　1249　
63.3　总结与展望　1252　
参考文献　1252　
后记　1255