Introducere în epigenomică și analiza la nivel de epigenom

Epigenetica este studiul modificărilor ereditare, altele decât cele codificate în secvența ADN. Metilarea citosinei din ADN la nivelul dinucleotidelor CpG este cel mai bine studiat fenomen epigenetic, deși modificările epigenetice cuprind, de asemenea, mecanisme de metilare non-ADN, cum ar fi modificările covalente ale histonelor, interacțiunile microARN și complexele de remodelare a cromatinei. S-a observat că modificările de metilare, atât globale, cât și specifice unei gene, sunt asociate cu boli, în special în cazul cancerului. acest capitol începe cu o prezentare generală a epigenomicii, iar apoi se concentrează pe înțelegerea și analiza datelor privind metilarea citosinei la nivelul întregului genom. Există multe tehnici bazate pe microarray-uri disponibile pentru a măsura metilarea citosinei la nivelul întregului genom, precum și tehnici standard de aur bazate pe secvențierea ADN-ului convertit prin bisulfit, care este utilizat pentru a măsura metilarea într-un set mai mic și mai țintit de loci. Am oferit o prezentare generală a multora dintre tehnologiile actuale – avantajele, limitările și îmbunătățirile recente ale acestora. Indiferent de tehnologia utilizată, obiectivul este de a produce un set de măsurători de metilare care să fie foarte coerente cu adevăratele niveluri de metilare ale setului corespunzător de dinucleotide CpG. identificarea tuturor lociilor cu metilare aberantă sau hipometilare în boli sau în procese naturale, cum ar fi îmbătrânirea, necesită compararea nivelurilor de metilare în mai multe probe. În astfel de studii, dezvoltarea unor instrumente de diagnosticare bazate pe metilare poate fi interesantă, putând fi utilizate ca strategii de detectare timpurie a bolilor pe baza unui set de loci santinelă. În plus, identificarea lociilor cu evenimente de metilare potențial reversibile poate duce la noi opțiuni terapeutice. Având în vedere numărul mare de situsuri măsurabile, prioritizarea lociilor candidați este o problemă importantă și complexă și se bazează pe o bază de testare și sintetizare statistică adecvată. Împreună cu estimările statistice ale importanței, contextul genomic al fiecărui locus măsurat poate oferi informații importante despre mecanismele prin care modificările epigenetice au un impact asupra bolii și ne permite rafinarea ulterioară a lociilor candidați. Vom încheia acest capitol prin identificarea problemelor legate de construirea modelelor de predicție bazate pe metilație și a direcțiilor potențiale de cercetare statistică viitoare în epigenetică.