Epigenetic change Dotaz Zobrazit nápovědu
Epigenetické regulace jsou definovány jako dědičné změny na úrovni genové exprese, které nastávají bez úpravy DNA sekvence. Mezi nej- podstatnější epigenetické mechanismy u člověka patří DNA metylace, kovalentní histonové modifikace a RNA interference. Závěry z mnoha epidemiologických a experimentálních studií naznačují, že riziko vzniku alergií a astmatu je zčásti determinováno environmentálními faktory, jež indukují epigenetické změny. Epigenetické mechanismy se uplatňují již v raném embryonálním vývoji, a proto je nutné zahájit prevenci alergie v prenatálním období. Výsledný fenotypový projev závisí na interakci genetické výbavy jedince s vnějším prostředím.
Epigenetic regulation is defined as inheritable changes in gene expression, without alternation in the DNA sequence. The most e ssential epige- netic mechanisms in mammals comprise DNA methylation, covalent histone modifications and RNA interference. Data from epidemiolo gic and experimental studies indicate that the risk of allergy and asthma may be determined by environmental factors inducing some epig enetic changes. Epigenetic mechanisms are pronounced in the embryonal development. Therefore, it is necessary to start with intervention to pre vent allergy even in the prenatal period or in the early postnatal life. Final phenotype is the result of countless interactions between gen es and environment.
- Klíčová slova
- astma, epigenetika,
- MeSH
- alergie etiologie genetika MeSH
- epigeneze genetická genetika imunologie MeSH
- financování organizované MeSH
- lidé MeSH
- metylace DNA genetika imunologie MeSH
- metylace MeSH
- nemoc vyvolaná prostředím prevence a kontrola MeSH
- umlčování genů fyziologie imunologie MeSH
- vystavení vlivu životního prostředí MeSH
- zpožděný efekt prenatální expozice prevence a kontrola MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
The protozoan parasite Toxoplasma gondii is known to induce specific behavioural changes in its intermediate hosts, including humans, that are believed to increase the chance of its successful transmission to the definitive host, the cat. The most conspicuous change is the so-called fatal attraction phenomenon, the switch from the mice's and rats' natural fear of the smell of cats toward an attraction to this smell. The mechanism of this manipulation activity is unknown; however, many indices suggest that changes in the concentrations of dopamine and testosterone are involved. In this issue of Molecular Ecology, Hari Dass & Vyas (2014) present results of a study showing that, by hypomethylation of certain regulatory elements of key gene, Toxoplasma is able to reprogramme the brain's genetic machinery in such a way that cat odour activates and changes the wiring of the medial amygdala circuits responsible for sexual behaviour. This study delivers the first clear evidence of a parasite's ability to use sophisticated epigenetic engineering techniques for the manipulation of the phenotype of its infected host.
V našich experimentech jsme se zaměřili na studium CD138+ a CD138- buněk izolovaných z kostní dřeně pacientů s diagnostikovaným mnohočetným myelomem (MM). Studovali jsme epigenetické modifi kace u myelomových buněčných linií, které byly ovlivněny klinicky využívanými cytostatiky. Chromatinová imunoprecipitace (ChIP) v kombinaci s polymerázovou řetězovou reakcí (PCR) nám umožnila studovat epigenetické profi ly, jako je H3K9 acetylace a H3K9 dimethylace v promotorech a exonech genů, které jsou zodpovědné za patogenezi MM. Epigenetické modifi kace těchto lokusů byly rovněž analyzovány u myelomových buněčných linií po ovlivnění vybranými cytostatiky. Pomocí ChIP-on-chip microarray analýzy jsme studovali v promotorech stovek genů zastoupení H3K9 acetylace, která je spojována se zvýšenou genovou expresí. Studium epigenetických změn u nádorových buněk je v současné době otázkou základního výzkumu. Naše výsledky ukazují originální výstupy z ChIP-PCR a ChIP-on-chip analýz u buněk pacientů s diagnostikovaným MM a buněčných linií ovlivněných cytostatiky. Naše experimenty poskytují užitečný návod, jak testovat a posoudit terapeutický potenciál cytostatik, které významně ovlivňují histonový kód.
Epigenetic changes such as histone acetylation and di-methylation at promoters and coding regions of genes which play an important role in the pathogenesis of multiple myeloma (MM) can be analyzed using methods such as chromatin immunoprecipitation (ChIP) in combination with polymerase chain reaction (PCR). We have studied epigenetic changes in MM cells treated by selected cytostatics that are used in MM therapy. ChIP-on-chip or with microarrays (chip) analyses of histone acetylation enabled us to study epigenetic status of hundreds of genes after cytostatic treatment. This type of epigenetic modifi cation is associated with increased gene expression. We have applied the ChIP-PCR and ChIP-on-chip methods to study epigenetics in MM cell lines as well as in clinical samples. Our experiments have led to the development of a useful method of assessing the therapeutic potential of cytostatic agents which have a signifi cant impact on the histone code.
- MeSH
- acetylace * účinky léků MeSH
- antitumorózní látky alkylující MeSH
- chromatinová imunoprecipitace metody MeSH
- cytostatické látky farmakologie MeSH
- epigeneze genetická * genetika MeSH
- histony genetika MeSH
- kostní dřeň MeSH
- lidé MeSH
- melfalan farmakologie MeSH
- mnohočetný myelom * genetika patologie MeSH
- polymerázová řetězová reakce MeSH
- syndekan-1 MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Specifické přestavby chromozómů představují významné cytogenetické charakteristiky nádorových buněk a mnohočetný myelom (MM) není výjimkou. Změny v karyotypu jsou často doprovázeny řadou epigenetických modifi kací, jak na úrovni DNA, tak i histonů. Mnoho změn v methylacích DNA nebo methylačních a acetylačních profi lech histonů bylo popsáno pro geny zodpovědné za nádorovou transformaci buněk. Ve sdělení uvádíme přehled námi používaných metod při studiu epigenetiky u mnohočetného myelomu.
Chromosomal rearrangements can be frequently observed in tumor cells and multiple myeloma is not an exception. Karyotypic abnormalities of MM are accompanied by changes in the epigenome, including aberrant DNA/histone methylation and histone acetylation. Changes in DNA and/or histone methylation and histone acetylation were described for genes responsible for tumor cell transformation. Here we present methods used to study multiple myeloma epigenetics.
- MeSH
- chromatinová imunoprecipitace * MeSH
- DNA analýza MeSH
- epigeneze genetická * genetika MeSH
- epigenomika metody MeSH
- exprese genu MeSH
- histony genetika MeSH
- lidé MeSH
- mnohočetný myelom diagnóza genetika MeSH
- polymerázová řetězová reakce * MeSH
- výzkumný projekt MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Uveálny melanóm (UM) je závažné onkologické ochorenie, ktoré vedie ku vzniku metastatickej choroby u viac ako 50 % pacientov. Napriek zlepšeniu lokálnej liečby, stále neexistuje efektívna terapia, ktorá by zabránila rozvoju metastáz. Preto si toto ochorenie vyžaduje intenzívny výskum, zameraný na identifikáciu nových liečebných stratégií. V predklinických modeloch UM bolo dokázané, že epigenetické liečivá zvyšujú senzitivitu rezistentných nádorových buniek na liečbu. Úspešné použitie inhibítorov histón deacetyláz, ktoré u nádorových buniek indukovali zastavenie bunkového cyklu, reprogramovanie konzistentné s melanocytovou diferenciáciou a inhibíciu rastu nádorov v predklinických modeloch, dokazuje úlohu epigenetickej regulácie v metastázovaní UM. Hlbšie pochopenie úlohy epigenetických zmien v patogenéze UM by mohlo prispieť k objaveniu účinnejších liečiv, ktoré v kombinácii s tradičnými prístupmi môžu priniesť lepšie terapeutické výsledky pre pacientov s vysokým rizikom progresie ochorenia.
Uveal melanoma (UM) is a deadly cancer that leads to metastatic disease in more than 50 % of the patients. Despite the improvement in the treatment of primary disease, there is still no effective therapy to prevent the development of metastases. Therefore, the disease requires intensive research to identify new treatment strategies. In preclinical UM models, epigenetic drugs have been shown to increase the sensitivity of resistant tumour cells to treatment. The successful use of histone deacetylase inhibitors, which induced cell cycle arrest, reprogramming consistent with melanocyte differentiation and inhibition of tumour growth in preclinical models, demonstrates the role of epigenetic regulation in UM metastasis. Identification of epigenetic changes associated with UM development an progression could contribute to the discovery of more effective drugs that, in combination with traditional approaches, may yield better therapeutic results for high-risk patients.
- MeSH
- epigeneze genetická MeSH
- histonový kód MeSH
- lidé MeSH
- metylace DNA MeSH
- nádory uvey * genetika terapie MeSH
- nekódující RNA MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Irreversible genetic alterations underlying human diseases have been widely studied to date. However, it is evident that the potentially reversible epigenetic dysregulations may also have an important role in the disease origin. The studies of epigenetic mechanisms underlying disease onset, progression and pathogenesis have been performed in various human disorders. The epigenetic approaches may reveal useful markers for disease diagnostics, classification and prognostics as well as for progressive pharmacological treatment. This review summarizes the studies of epigenetic dysregulations including aberrant methylation, histone modifications and miRNA alterations in cancer as well as the studies of methylation changes and aberrant histone modifications in neurodegenerative, autoimmune, cardiovascular and other diseases. The imprinting disorders together with the emerging role of epigenetics in nutritional genomics, environment-organism interaction studies and in some other fields are also mentioned.
- MeSH
- epigeneze genetická fyziologie genetika MeSH
- histony metabolismus MeSH
- lidé MeSH
- metylace DNA fyziologie genetika MeSH
- mikro RNA genetika MeSH
- nemoc genetika MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
Diabetes mellitus typu II je závažné metabolické onemocnění, jehož výskyt ve vyspělých zemích neustále narůstá v závislosti na obezitě. Bylo zjištěno, že epigenetické změny, jako je metylace DNA, histonová modifikace a RNA interference regulují expresi genů. Tyto epigenetické mechanismy mají souvislost s vývojem diabetu typu II.
Diabetes mellitus type II is a serious metabolic disorder. Rates of type 2 diabetes have increased markedly in parallel with obesity. It has been found that epigenetic changes are involved in the regulation and expression of genes such as DNA methylation, histone modification and RNA interference. These epigenetic mechanisms are linked to diabetes type II.
- Klíčová slova
- epigenetika, epigenetické změny,
- MeSH
- diabetes mellitus 2. typu * genetika MeSH
- epigeneze genetická * MeSH
- histony MeSH
- lidé MeSH
- metylace DNA MeSH
- myši MeSH
- RNA interference MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- myši MeSH
Epigenetic changes are generally based on the switching of alternative functional or structural states and result in the adaptation of cellular expression patterns during proliferation, differentiation or plastic changes in the adult organism, whereas some epigenetic information can be passed on other generations while other is not. Hence, the principal question is: why is some information reset or resolved during the meiosis process and other is passed from one generation to another, or, in other words: what "adaptation trigger" level initiates transgenerationally transmitted epigenome change? Hereto, we propose a theory which states that stress, or, more specifically, the energy cost of an individual's adaptation to stress, represents a viable candidate for the transgenerational transmission trigger of a given acquired trait. It has been reported recently that the higher lifetime entropy generation of a unit's body mass, the higher the entropy stress level (which is a measure of energy released by a unit's organ mass) and the irreversibility within the organ, resulting in faster organ degradation and consequent health problems for the entire biological system. We therefore suggest a new term: "stress entropic load" will reflect the actual energetic cost of an individual's adaptation and may be used to estimate the probability of inducing transgenerational response once characterized or measured.
- MeSH
- entropie MeSH
- epigeneze genetická * MeSH
- fyziologický stres * MeSH
- lidé MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
DNA methylation changes consistently throughout life and age-dependent alterations in DNA methylation can be used to estimate one's epigenetic age. Post-mortem studies revealed higher epigenetic age in brains of patients with major depressive disorder, as compared with controls. Since MDD is highly correlated with anxiety, we hypothesized that symptoms of anxiety, as well as lower volume of grey matter (GM) in depression-related cortical regions, will be associated with faster epigenetic clock in a community-based sample of young adults. Participants included 88 young adults (53% men; 23-24 years of age) from the European Longitudinal Study of Pregnancy and Childhood (ELSPAC) who participated in its neuroimaging follow-up and provided saliva samples for epigenetic analysis. Epigenetic age was calculated according to Horvath (Horvath, 2013). Women had slower epigenetic clock than men (Cohen's d = 0.48). In women (but not men), slower epigenetic clock was associated with less symptoms of anxiety. In the brain, women (but not men) with slower epigenetic clock had greater GM volume in the cerebral cortex (brain size-corrected; R2 = 0.07). Lobe-specific analyses showed that in women (but not men), slower epigenetic clock was associated with greater GM volume in frontal lobe (R2 = 0.16), and that GM volume in frontal lobe mediated the relationship between the speed of epigenetic clock and anxiety trait (ab = 0.15, SE = 0.15, 95% CI [0.007; 0.369]). These findings were not replicated, however, in a community-based sample of adolescents (n = 129; 49% men; 12-19 years of age), possibly due to the different method of tissue collection (blood vs. saliva) or additional sources of variability in the cohort of adolescents (puberty stages, socioeconomic status, prenatal exposure to maternal smoking during pregnancy).
- MeSH
- depresivní porucha unipolární * MeSH
- dítě MeSH
- epigeneze genetická genetika MeSH
- lidé MeSH
- longitudinální studie MeSH
- magnetická rezonanční tomografie MeSH
- mladiství MeSH
- mladý dospělý MeSH
- šedá hmota MeSH
- těhotenství MeSH
- úzkost genetika MeSH
- úzkostné poruchy MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mladý dospělý MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- těhotenství MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
V posledných desaťročiach sme zaznamenali výrazný nárast počtu cisárskych rezov. Hoci je pôrod cisárskym rezom život zachraňujúci, je spojený so zvýšeným rizikom nepriaznivých zdravotných následkov u novorodencov, vrátane respiračných a atopických ochorení, obezity, cukrovky a závažných autoimunitných ochorení. Presné mechanizmy, ktoré sú základom týchto spojitostí zostávajú nepochopené; epigenetické modifikácie sa však ukázali ako pravdepodobný molekulárny základ spájajúci perinatálne faktory s budúcou náchylnosťou na ochorenie. Tento prehľad spája súčasnú literatúru a odhaľuje, že spôsob pôrodu môže ovplyvniť epigenetické markery u novorodencov, predovšetkým prostredníctvom zmien globálnej metylácie DNA a génovo špecifických metylačných vzorcov.
Recent decades have seen a notable increase in cesarean section rates. Although lifesaving, cesarean delivery is associated with an elevated risk of adverse health outcomes in newborns, including respiratory diseases, atopic disorders, obesity, diabetes, and severe autoimmune conditions. The exact mechanisms underlying these associations remain elusive; however, epigenetic modifications have emerged as a plausible molecular basis linking perinatal factors with future disease susceptibility. This review summarizes current literature, revealing that the delivery method may influence epigenetic markers in neonates, primarily through alterations in global DNA methylation and gene-specific methylation patterns.
