Introduction to epigenomics and epigenome-wide analysis

Az epigenetika a DNS-szekvenciában kódoltaktól eltérő örökletes változások tanulmányozása. A DNS citozin-metilációja a CpG-dinukleotidokon a legjobban tanulmányozott epigenetikai jelenség, bár az epigenetikai változások nem DNS-metilációs mechanizmusokat is magukban foglalnak, például kovalens hisztonmódosulásokat, mikro-RNS kölcsönhatásokat és kromatin remodelling komplexeket. Megfigyelték, hogy a metilációs változások, mind a globális, mind a génspecifikus változások összefüggésbe hozhatók a betegségekkel, különösen a rákban.Ez a fejezet az epigenomika általános áttekintésével kezdődik, majd a genom-szintű citozin-metilációs adatok megértésére és elemzésére összpontosít. Számos microarray-alapú technika áll rendelkezésre a citozin-metiláció mérésére az egész genomban, valamint a biszulfittá alakított DNS szekvenálásán alapuló arany standard technikák, amelyeket a metiláció mérésére használnak egy kisebb, célzottabb lókuszcsoportban. Áttekintést adtunk számos jelenlegi technológiáról – azok előnyeiről, korlátairól és a legújabb fejlesztésekről. Függetlenül attól, hogy melyik technológiát alkalmazzuk, a cél olyan metilációs mérések készítése, amelyek nagymértékben megfelelnek a megfelelő CpG-dinukleotidok valódi metilációs szintjének.A betegségben vagy természetes folyamatokban, például az öregedésben aberráns metilációval vagy hipometilációval rendelkező összes lokusz azonosításához számos minta metilációs szintjének összehasonlítására van szükség. Az ilyen vizsgálatokban érdekes lehet a metiláción alapuló diagnosztikai eszközök kifejlesztése, amelyek potenciálisan korai betegségfelismerő stratégiákként használhatók egy sor sentinel loci alapján. Ezenkívül a potenciálisan reverzibilis metilációs eseményekkel rendelkező lokuszok azonosítása új terápiás lehetőségeket eredményezhet. Tekintettel a mérhető helyek hatalmas számára, a jelölt lokuszok rangsorolása fontos és összetett kérdés, és a megfelelő statisztikai tesztelés és összegzés alapjain nyugszik. A fontosságra vonatkozó statisztikai becslésekkel együtt az egyes mért lókuszok genomikai kontextusa fontos információkat nyújthat azokról a mechanizmusokról, amelyek révén az epigenetikai változások hatással vannak a betegségre, és lehetővé teszi számunkra a jelölt lókuszok további finomítását. Ezt a fejezetet a metiláció-alapú előrejelzési modellek építésével kapcsolatos problémák és az epigenetikával kapcsolatos további statisztikai kutatások lehetséges irányainak meghatározásával zárjuk.