表观遗传组信息学
1：表观遗传学概念及表观遗传的特点
红兵打针
概念：表观遗传学是指不需要核苷酸序列变异的基因表达的可遗传改变。 1．表观遗传指不改变基因而影响基因表达和表型的遗传修饰 特点：①可遗传；② 可逆性；③ DNA不变
表观遗传的特点有：
①可遗传性；
②可引起基因沉默，但其作用机制与由基因突变引起基因沉默不同，具有一定的可逆性；
③表观遗传可以影响遗传学过程；
④目前已知DNA甲基化和组蛋白修饰是细胞中最重要的表观遗传修饰。二者可以协作共同调节基因转录。 表观遗传组信息学(Epigenetic Informatics)：
应用及开发生物信息学方法（统计分析，模式识别等）解决生物医学相关的表观遗
传学问题。
2：染质的分类以及它们的区别
分类：常染质和异染质
区别：
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•常染质：基因密度较高的染质，多在细胞周期的S期进行复制，且通常具有转录活性，能够生产蛋白质。
•异染质：间期细胞核中染质丝折叠程度高，处于凝缩状态，碱性染料着深。异染质以浓集状态存在，通常无法转录成为mRNA。
核小体定义：核小体的核心颗粒加上它的一个邻近的DNA连接子。核小体DNA长度约为165个碱基对，其中缠绕在组蛋白八聚体周围的核心DNA约1.65圈、合147个碱基对；相邻核小体间的自由区域为20-50个碱基长度。
4：核小体定位概念
•念珠状的核小体在基因组DNA分子上的精确位置称为核小体定位。
•进一步可分为：
活动装置
1、描述DNA特定位点与核小体核心相对线性位置的平移定位
2、描述DNA双螺旋与组蛋白八聚体相对方向的旋转定位。
5：研究核小体的意义
1、核小体在基因组上的组装方式及其定位机制的研究，对于理解转录因子结合和转录调控机制等多种生物学过程具有十分重要的作用。
2、在真核生物细胞中，核小体在诸如转录调控、DNA复制和修复等过程中扮演着重要角。核小体定位是一个涉及DNA、转录因子、组蛋白修饰酶和染质重塑复合体等分子间相互作用的复杂过程。
6：核小体定位的检测方法
1、MNase-Seq法 2、MNase-chip 法 3、CHIP-chip 法
7：组蛋白的分类
核小体由核心组蛋白八聚体（H2A\H2B\H3\H4)及缠绕其外周长度为146碱基对的DNA组成，组蛋白H1的作用是连接核小体与DNA结合
6中类型：H1、H2A、H2B、H3、H4及古细菌组蛋白
8：组蛋白修饰的分类
组蛋白末端的乙酰化，甲基化，磷酸化，泛素化，ADP核糖基化等等
9：组蛋白修饰的命名方法
一个组蛋白修饰的精确表示由三部分组成：组蛋白名称+组蛋白尾巴上的位点+修饰（个数）。
例如基因转录起始位点富集普遍存在H3K4me3修饰，它是组蛋白H3上，具体的位置为第四个位置即赖氨酸（Lysine, K），该位置存在三个甲基基团。
又如H3K9ac，代表组蛋白H3上第九个位置即赖氨酸上发生的乙酰化修饰。
又如H3K9me，则表示组蛋白H3上的第九位置上的甲基化修饰，但并没有指定甲基集团的数目，则泛指组蛋白甲基化修饰，这些模糊记法已被广泛地使用
10：活性和抑制性组蛋白修饰与基因表达间的关系。
基因表达是一个受多因素调控的复杂过程.组蛋白是染体基本结构-核小体中的重要组成部分，其N-末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等多种共价修饰作用.组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与DNA双链的亲和性，从而改变染质的疏松或凝集状态，或通过影响其它转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用.组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DNA遗传密码的调控作用.
11：印记基因的概念
印记基因是指仅一方亲本来源的同源基因表达,而来自另一亲本的不表达。
12：基因组印记的概念
基因组印记edcnhs是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性，这种修饰常为DNA甲基化修饰，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等修饰
13：检测组蛋白修饰的chip-chip方法和chip-seq方法的异同点。
ChIP-Seq相比ChIP-chip的优势：
（1）ChIP-Seq 能实现真正的全基因组分析。目前所能获得的芯片上固定的探针只能代表全基因组部分序列，所获得的杂交信息具有偏向性；
液晶白板（2）对于结合位点分析，ChIP-Seq 通过寻“峰”，结合分辨率可精确到10~30 bp，而芯片上探针由于长度所限，无法精确定位，即使目前最高水平的商业芯片都无法提供可与ChI
P-Seq 媲美的分辨率；
（3）是所需样本数量。ChIP-chip 需要多达4~5 μg 的起始样本，在杂交之前需要进行LM-PCR，但可能导致背景增高，竞争性扩增等导致假阳性。而ChIP-Seq 仅需要纳克级起始材料，如SOLiD 起始材料可低至20ng。
见PPT表格
14：组蛋白修饰数据的基本分析方法：
应用Macs软件出富集组蛋白修饰的peak，或者应用RPKM计算组蛋白修饰在某一感兴趣的基因组区域的富集程度。
15:DNA甲基化概念
DNA甲基化能引起染质结构、DNA构象、DNA稳定性，DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。
16：哺乳动物DNA甲基转移酶的分类及功能
1 . DNMT1：持续性DNA 甲基转移酶—— 作用于仅有一条链甲基化的DNA 双链,使其完全甲基化, 可参与DNA 复制双链中的新合成链的甲基化,DNM T1 可能直接与HDAC (组蛋白去乙酰基转移酶) 联合作用阻断转录；
2 . DNMT3a、DNM T3b从头甲基转移酶：它们可甲基化CpG, 使其半甲基化, 继而全甲基化。从头甲基转移酶可能参与细胞生长分化调控, 其中DNM T3b在肿瘤基因甲基化中起重要作用。
17：DNA甲基化影响基因转录的机制
（1）DNA甲基化阻碍转录因子的结合
（2）DNA甲基化识别染质标记
（3）DNA甲基化募集其它蛋白引起染质沉默
（4）DNA甲基化影响核小体定位
半透明纸18：根据甲基化检测技术前期对DNA处理的不同可以分为几类
1、基因组整体水平的甲基化检测
2、特异性位点的甲基化检测
19：DNA甲基化检测技术BS-seq（WGBS）、MBD-seq、MRE-seq和Illumina 450K Infinium Methylation BeadChip的差异。
20：WGBS检测方法得到的两类样本差异甲基化基因的分析方法。
先出差异甲基化区域再去对到基因上
直接先计算基因的甲基化水平再筛选差异甲基化的基因
21：癌症中DNA甲基化的特征
全基因组范围内的低甲基化和启动子区域CpG岛特定位点的超甲基化
22：超高甲基化和超低甲基化与癌症的关系
1、DNA低甲基化与癌症
基因组DNA的低甲基化(hypomethylation)是癌细胞表观遗传的重大改变之一。
癌细胞的低甲基化水平主要是由于DNA重复序列的低甲基化以及基因编码区和外显子的去甲基化所致。
DNA低甲基化在癌症的发生发展中扮演着十分重要的角,一方面可能通过影响染体的稳定性, 造成癌细胞中常见的染体异常；另一方面通过激活原癌基因(如Ras、 Myc、 HOX11等)的表达, 从而促进肿瘤的发生。
2、DNA超甲基化与癌症
启动子区CpG岛特异性位点的超甲基化(hypermethylation)是癌细胞的另一个重要表观遗传改变。一般情况下, 细胞的CpG岛大多处于非甲基化状态。
在癌细胞中，某些抑癌基因的启动子区的CpG岛通常发生甲基化, 引起抑癌基因的表观沉默,进而导致细胞周期调控紊乱,促进肿瘤的发生发展。
在癌细胞中存在高甲基化现象, 这些基因主要涉及DNA损伤修复、细胞周期调控、转录调节、转录因子、细胞凋亡、信号转导、 药物解毒、激素受体、肿瘤细胞的转移等
超甲基化具有癌症的特异性。如GSTP1基因在前列腺肿瘤中表现为高甲基化,但是在急性骨髓性白血病中却未出现甲基化, 同样在急性骨髓性白血病中, RB基因也未表现出超甲基化，但这种升高不是平均或随机分布，而是因基因而异，形成局部高甲基化。因此，癌甲基化图谱呈多样性。这一特征在直肠癌、膀胱癌、前列腺癌、结肠癌、肺癌、乳腺癌，睾丸癌、脑瘤、白血病中均已有报告。
一、肿瘤的异质性
•肿瘤的异质性是恶性肿瘤的特征之一，是指肿瘤在生长过程中，经过多次分裂增殖，其子细胞呈现出分子生物学或基因方面的改变，从而使肿瘤的生长速度、侵袭能力、对药物的敏感性、预后等各方面产生差异。
•同一肿瘤中可以存在有很多不同的基因型或者亚型的细胞。
二、DNA甲基化的异质性
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