Epigenomics

اصلاحات اپی ژنتیکی روی DNA و پروتئین‌های بسته‌بندی آن، هیستون‌ها، عمل می‌کنند تا عملکرد ژنوم را تنظیم کنند. این پرچم‌های مولکولی که به‌عنوان متیلاسیون ارثی DNA و تغییرات هیستونی پس از ترجمه آشکار می‌شوند، بر معماری و یکپارچگی کروموزوم، دسترسی DNA به اجزای تنظیم‌کننده ژن و توانایی کروماتین برای تعامل در مجتمع‌های هسته‌ای تأثیر می‌گذارند. در حالی که یک فرد چند سلولی تنها یک ژنوم دارد، اپی ژنوم های متعددی دارد که منعکس کننده تنوع انواع سلول ها و خواص آنها در زمان های مختلف زندگی است. در سلامتی و بیماری روابط بین توالی DNA زیربنایی و حالات اپی ژنتیکی پویا و پیامدهای آنها، مانند نقش تداخل RNA و RNA غیر کدکننده، در حال ظهور است. این رویکردهای یکپارچه با مطالعاتی که مکان‌های ژنومی تغییرات اپی ژنتیکی را در انواع سلول‌های مختلف در زمان‌های مختلف توصیف می‌کنند، همراهی می‌کنند.

هیجان و کنجکاوی پیرامون اپی ژنومیک توسط جامعه رو به رشدی از محققان در یک جامعه رو به رشد هدایت می‌شود. زمینه و توسعه فن آوری های جدید ساخته شده بر روی ستون فقرات پروژه های توالی یابی ژنوم. تحقیقات نشان داده است که سازگاری و آسیب پذیری حالات اپی ژنتیکی تأثیرات عمیقی بر تغییرات طبیعی، پاسخ ژنوم به محیط آن و بر سلامت و بیماری دارد.

هدف این جلد توصیف اپی ژنوم ها نیست. بلکه بررسی چگونگی درک اپی ژنوم ها به ما در مورد نحوه عملکرد سیستم های بیولوژیکی و چالش ها و رویکردهای اتخاذ شده برای انجام این امر می گوید. این مشارکت‌ها تلاش کرده‌اند اپی ژنومیک را در درک ما از ژنوم در زمینه وسیع‌تر ادغام کنند و برخی از شگفتی‌های اپی ژنتیک را که از طریق مثال‌هایی در سراسر طیف بیولوژیکی نشان داده شده‌اند، به اشتراک بگذارند.

Epigenetic modifications act on DNA and its packaging proteins, the histones, to regulate genome function. Manifest as the heritable methylation of DNA and as post-translational histone modifications, these molecular flags influence the architecture and integrity of the chromosome, the accessibility of DNA to gene regulatory components and the ability of chromatin to interact within nuclear complexes. While a multicellular individual has only one genome, it has multiple epigenomes reflecting the diversity of cell types and their properties at different times of life; in health and in disease. Relationships are emerging between the underlying DNA sequence and dynamic epigenetic states and their consequences,such as the role of RNA interference and non-coding RNA. These integrated approaches go hand-in-hand with studies describing the genomic locations of epigenetic modifications in different cell types at different times.

The excitement and curiosity surrounding epigenomics is driven by a growing community of researchers in a burgeoning field and the development of new technologies built on the backbone of genome sequencing projects. Research has shown that the adaptability and vulnerability of epigenetic states has profound effects on natural variation, the response of the genome to its environment and on health and disease.

The aim of this volume is not to describe epigenomes, but rather to explore how understanding epigenomes tells us more about how biological systems work and the challenges and approaches taken to accomplish this. These contributions have attempted to integrate epigenomics into our understanding of genomes in wider context, and to communicate some of the wonders of epigenetics illustrated through examples across the biological spectrum.