Translate EPM

7/23/2019 Translate EPM

http://slidepdf.com/reader/full/translate-epm 1/20

Jika hal ini tidak terjadi, maka model klasik tidak memiliki utilitas. Kedua

MZ dan DZ kembar yang diperlukan untuk memperkirakan kontribusi relatif genetik

dibandingkan kontributor lingkungan umum. Perbedaan usia antara kelompok MZ dan

Pasangan kembar DZ mungkin menjadi faktor pembaur potensial spesifik untuk analisis

epigenetik [8, !. Dengan demikian, pera"atan harus dilakukan untuk men#o#okkan sedekat

mungkin dalam hal ini.

$eritabilitas adalah perkiraan proporsi total fenotipik %hasil&

'arians dalam populasi yang disebabkan aditif efek genetik. Dalam studi kembar

heritabilitas diperkirakan dengan membandingkan tingkat kesamaan fenotipik antara

kelompok MZ dan DZ kembar, baik sebagai tingkat konkordansi atau korelasi intra(kelas.

Dalam konteks kembar, heritabilitas %h )& ditentukan sebagai dua kali perbedaan antara

MZ dan DZ tarif konkordansi %korelasi* h ) + ) %r MZ ( r DZ&, di mana r adalah konkordansi

atau korelasi antara intra#lass setiap jenis kembar [-!. perkiraan heritabilitas

adalah spesifik populasi ke#uali lingkungan konstan. elain itu, kontribusi

faktor stokastik untuk di'ergensi epigenetik yang sama diasumsikan konstan

seluruh populasi dalam analisis ini.

10.2.2 Studi Twin Mengungkapkan Kumulatif Lingkungan

Kontributor 'epigenetik Drift' Selama Waktu

/fek kumulatif dari 'ariasi lingkungan dan sto#hasti# pada perubahan

profil epigenetik yang pertama digambarkan oleh sebuah studi yang banyak dikutip diperiksa

baik genom 'ariasi metilasi lebar dan lokus spesifik D01 di sejumlah ke#il

muda dan setengah baya MZ kembar [!. edangkan kembar MZ 2 tahun menunjukkan

relatif beberapa perbedaan epigenetik dalam pasangan, mereka yang berusia 3- tahun

menunjukkan #ukup 'ariabilitas dalam pasang, dan ini lebih besar jika si kembar memiliki

gaya hidup yang berbeda. ebuah analisis statistik multi(le'el dilakukan yang menghasilkan

deskriptif tunggal nilai untuk setiap jenis ukuran epigenetik. 4ntuk metilasi D01 ini

termasuk %i& jumlah band hadir pada gel %atau titik pada gel )D& antara indi'idu

1 dan 5 dalam sepasang, dan %ii& persentase mutlak 3(methyl#ytosine hadir

dalam indi'idu. Perbedaan ekspresi gen diukur sebagai jumlah

gen menunjukkan ekspresi diferensial %adjusted p(nilai berikut 10671&

antara saudara kandung. ingkat asetilasi histon diukur sebagai tinggi pun#ak relatif

berikut kromatografi #air kinerja tinggi.



Kesamaan setiap nilai deskriptif dalam pasangan kemudian diperkirakan sebagai

/u#lidean kuadrat jarak dengan mengurangkan nilai masing(masing. 4ntuk

meneliti hubungan antara fenotip 9 data lingkungan dan epigenetik

'ariabel, kategori analisis komponen prinsip itu firstly diterapkan dengan aslinya

kuesioner 'ariabel untuk mengurangi mereka untuk dua komponen berkorelasi disebut

:penuaan: %meliputi umur, berat badan dan tinggi& dan :kesehatan: %semua 'ariabel penyakit

dan pera"atan farmakologis&. Model #ampuran yang digunakan untuk memperkirakan

kontribusi setiap a#ak(efek 'arians dari 'ariabel dependen dan 'arians

Prosedur komponen dinilai dengan 10671. $ubungan nilai tunggal

dihasilkan untuk penuaan dan kesehatan 'ariabel kuesioner yang diturunkan data epigenetik

die'aluasi dengan uji Pearson %di#atat bah"a tipe # spesifik tes tidak dijelaskan&.

Dengan menggunakan pendekatan ini kesimpulan umum adalah bah"a profi le epigenetik

adalah konstan ;Melayang;, meskipun sangat sedikit kembar muda dipelajari dan presisi

statistik adalah rendah [!. elain itu, ini adalah studi #ross se#tional dan tidak menge'aluasi

metilasi dalam indi'idu yang sama dari "aktu ke "aktu. 1khirnya, spesifik # epigenetik

analisis dipekerjakan semua resolusi rendah dalam bah"a mereka tidak memeriksa distribusi

perbedaan epigenetik dalam genom, melainkan memberikan :snapshot: global

kelas yang berbeda dari perbedaan epigenetik dalam pasangan kembar.

Penelitian pertama untuk menguji hanyut epigenetik longitudinal pada kembar yang

terlibat analisis bukal metilasi D01 sel dalam 2 gen di <= MZ dan DZ <3 pada 3 dan

- tahun [!. Perubahan longitudinal dalam indi'idu dihitung dengan

menilai korelasi dalam metilasi pada setiap usia. 4ntuk menilai kontribusi relatif

dari di"ariskan dan lingkungan komponen stokastik 9 ke tingkat metilasi, korelasi

dalam MZ pasangan dibandingkan dengan korelasi dalam pasangan DZ. 1khirnya,

untuk menilai kontribusi relatif dari di"ariskan dan lingkungan 9 sto#hasti#

komponen perubahan metilasi D01 dari "aktu ke "aktu, perubahan intra(indi'idu

kor dihitung dan korelasi dalam pasangan kembar MZ dibandingkan dengan

korelasi dalam pasangan DZ. Penelitian ini adalah yang pertama untuk mengungkapkan

sejauh mana epigenetik kejanggalan pada kembar MZ pada a"al kehidupan dan menyoroti

ketidakstabilan berkelanjutan tingkat metilasi dari "aktu ke "aktu. >ang penting daerah

genom yang berbeda ditemukan menunjukkan berbagai tingkat perbedaan epigenetik dari

"aktu ke "aktu.



Pemeriksaan tingkat metilasi D01 di beberapa situs di beberapa jaringan dari

kembar yang baru lahir kerahasiaan rmed yang hanyut epigenetik antara indi'idu genetik

identik %MZ kembar& dimulai di dalam rahim dan jaringan(spesifik # #ara. Dalam penelitian

ini, koefisien korelasi sien intra#lass %?@@& lebih tinggi pada MZ daripada di DZ kembar [)!

%Aambar. -.& mendukung temuan sebelumnya peran untuk genetik faktor 9 di"ariskan

dalam pembentukan profile epigenetik.

Melayang epigenetik dari "aktu ke "aktu telah diamati untuk lajang dan mungkin

juga bah"a pemeliharaan tanda epigenetik metilasi D01 adalah di ba"ah kontrol genetik

[2!. 0amun, perubahan longitudinal pada tanda epigenetik yang paling mungkin terjadi

dalam subset gen [<!, mungkin pada mereka dengan tingkat metilasi menengah,

daripada mereka yang sepenuhnya unmethylated atau dalam keadaan hypermethylated.

tudi terbatas kini mulai memanfaatkan model kembar untuk memperkirakan relatif

kontribusi faktor genetik dan lingkungan dalam mediasi respon dari

mengembangkan epigenome ke spesifik paparan lingkungan. Pemeriksaan

tingkat metilasi pada 2 independen pen#etakan terkait DMB %K'DMB, P/A

dan $ 9 ?AC)& di 3 pasang kembar %termasuk ) pasang dikandung melalui bayi tabung&

tidak mengungkapkan perbedaan #ant signifikan pada tiga DMBs antara ?7C(dikandung dan

se#ara alami dikandung kembar. 0amun, baik ukuran sampel dan daerah genom

diperiksa yang terlalu ke#il untuk kesimpulan umum yang akan dibuat dan analisis lebih

lanjut di kelompok yang lebih besar dari kembar dibenarkan [3!.

Gambar. 10.1 Distribusi korelasi intra#lass mengungkapkan korelasi sien efisien median

yang lebih tinggi untuk Metilasi D01 pada ?AC) 9 $ lokus di MZ dari pasangan kembar

DZ di lima jaringan dari bayi yang baru lahir. ?@@ mengukur proporsi dari total 'arians

disebabkan dalam 'ariasi pasangan dalam MZ dan kelompok DZ kembar. 1nalisis ?@@. el

mononuklear darah tali @5M@(* manusia $47/@( sel endotel 'ena umbilikalis. %Aambar

diadaptasi dari [)!&

10. !pigenetik dan Model "umbang Twin

10..1 #"um"i $dentita" Genetik

5anyak penelitian telah melaporkan perbedaan fenotipik antara MZ #o(kembar

%4lasan di [=!&. Pasangan MZ sumbang telah terbukti sangat berharga dalammengungkapkan kontribus 'ariasi non(genetik untuk penetrasi penyakit, etiologi, atau efek



dari terapi. 1sumsi yang mendasari dalam semua studi tersebut adalah bah"a MZ kembar

identik se#ara genetik. ?ni telah dibantah langsung dalam beberapa kasus, di mana baik

spesifik titik mutasi [( !, uniparental disomy [)-!, triplet ekspansi ulangi [), ))!,

kromosom mosai#ism [)2! atau heteroplasmi untuk mutasi mitokondria(dikodekan

[)<, )3! atau aneuploidi kromosom %4lasan di [=!& semuanya telah dikaitkan dengan

perbedaan # fenotipik spesifik pada kembar monoEigot. >ang penting, perbedaan

baik jumlah salinan [)=! dan panjang telomer [), )8! telah juga dijelaskan dalam

fenotip sumbang dan sesuai pasangan kembar MZ. 0amun demikian, laporan tersebut

relatif jarang dan kemungkinan bah"a non(genetik %epigenetik& 'ariasi dalam MZ

pasangan kembar mendasari mayoritas diamati kejanggalan fenotipik.

10..2 men%impulkan &en%ebab epigenetik #nali"i" genetik ("

Karena setiap sel dalam indi'idu berasal dari Eigot tunggal dengan satu genom,

tudi genetik umumnya hanya membutuhkan sampel D01 tunggal per indi'idu, diambil dari

setiap jaringan pada usia berapa pun. Penyebab dan efek dapat diandalkan diprediksi, atau

dike#ualikan, sebagai 'ariasi genomik tidak dianggap 'ariabel selama hidup %ke#uali

dalam kaitannya dengan :langka: mutasi somatik&. 1turan tersebut tidak berlaku untuk

sebagian besar epigenetik tudi mana diulang sampel dari lebih dari satu jaringan mungkin

diinginkan. 5ahkan jika biospe#imen dikumpulkan sangat a"al dalam hidup %sebelum

manifestasi fenotipe& mengungkap sebab dan akibat yang bermasalah. Meskipun ini dan

banyak peringatan lain yang terkait dengan menyimpulkan sebab(akibat dalam hubungan

epigenetik Penelitian %dibahas dalam bab(bab lain dari buku ini&, beberapa peneliti telah

berusaha untuk menghubungkan spesifik perubahan epigenetik untuk fenotipe penyakit.

1nehnya beberapa studi telah berusaha untuk memanfaatkan sumbang MZ Model kembar

pasangan, meskipun menunjukkan utilitas dari pendekatan ini dalam mengidentifikasi faktor

spesifik risiko penyakit,

10.. Lo)ali"ed *aria"i epigenetik fenotip

Twin" "umbang

5eberapa studi telah berusaha untuk mengidentifikasi epigenetik :menyebabkan: dari

manusia yang kompleks Aangguan melalui resolusi rendah, pemeriksaan #alon hipotesis gen

'ariasi epigenetik %terutama metilasi D01& di spesifik gen # daerah di fenotip

kembar MZ sumbang %dirangkum dalam abel -.&. Kontribusi

'ariasi epigenetik untuk heritabilitas fenotipe kompleks kompleks dan kemungkinan

diatur di berbagai tingkatan %Aambar. -.)&. e#ara umum, ukuran efek telah

5eberapa #ontoh minimal dan ada replikasi independen diidentifikasi



asosiasi. Dengan demikian, rele'ansi biologis temuan tersebut tetap

dipertanyakan.

10..+ miring ,-Kromo"om $nakti(a"i di fenotip

Twin" "umbang

alah satu fenomena epigenetik yang paling banyak dipelajari pada mamalia

melibatkan inakti'asi mayoritas gen pada satu kromosom F pada "anita. :Dosis ini

kompensasi :eGualises ekspresi sebagian besar gen F(kromosom pada laki(laki

%F>& dan perempuan %FF& dan biasanya terjadi se#ara a#ak, dengan sekitar 3-H

sel pada "anita yang menunjukkan inakti'asi F dari ibu yang diturunkan, sedangkan

3-H menunjukkan inakti'asi lain dari kromosom F dari ayah yang diturunkan. 0amun,

dalam beberapa indi'idu pola miring dari F(inakti'asi jelas, dengan satu orang tua

F, lebih di"akili dalam jaringan atau sel jenis tertentu. Dalam hal demikian, sebaliknya

mutasi resesif dapat memiliki efek samping yang mendalam fenotipik. Dengan demikian,

miring F(inakti'asi, atau lebih tepatnya inakti'asi kesempatan alel fungsional tunggal

dalam jaringan fisiologis yang rele'an, telah dikaitkan dengan kejanggalan untuk

beberapa gangguan termasuk hemofilia [)!, sindrom Cragile(F [)), 2-! dan

Du#henne Mus#ular Dystrophy [2!.

Table 10.1 Non-disease-based epigenetic analyses in twins

Focus Jumlah

pasangan

kembar

Biologic

al

samples

Target/methodology Analysis

methodologytemuan

utama

Kekuatan

utama /

Kelemah

an

Reerence

identi!ka

si

aktor

kontribus

i untuk

epigeneti

k

"ariasi

#$

kembar

%rentang

usia

&-'(

tahun)

bukal

Buccal

limosi

t darah

otot

rangka

%n *

+()

otot

perut

%n * ()

A,.

lobal 0e1 le"els

2istone modi!

cations

%see body te3t) eningkatkan

ke4anggalan di 5

kembar

epigenetik pro! le

dengan usia6

pertama

demonstrasi

7epigenetikmelayang 76

Beberapa bukti

meningkatkan

hanyut dengan

meningkatnya

kumulati

lingkungan

.8

beberapa

tanda

dipro!lka

n6

analisis

global

I jumlahke#il.idak membujur analisa



Berbagai

1atalogui

ng dari

antarindi"i

du

metilasi di

berbeda-

beda

alkohol

daerah

+9 5

dan :5

+(

pasangan

%usia

4arak

9'-'&

tahun)

metilasi D01

menggunakan

bisuphite

pyroseGuen#in

g di

dua ayah danempat ibu

DMBs. Aene

promotor

6@< dan

1P@ gen

Kotak plotuntukmenggambarkan distribusi

metilasi.?nferensi

statistik untuk delapan daerahyang ditelitidilakukan

denganmenggunakananalisismulti'ariat'arians%M10671&.

Mahasis"a t(test digunakanuntuk

bandingkan #aragen tertentuantara dua

kelompok.Begresi linier dihitung untukmenyimpulkanketergantunganmetilasiH pada

usia. Kebaikanfi t%B )& digunakanuntuk mengukur

hubungan ini. 0ilai P dihitung

dengan10671.Diskriminasimulti'ariatmenggunakan1nalisis linear

diskriminanCisher diikuti olehIil#oon non( parametrik

test digunakanuntukmembandingkan berpasangandengan perbedaanmetilasi MZ 's

pasangan DZ.

;ntuk

semua

:Rs< yang

berpasanga

n median

metilasi

perbedaan

antara

5 kecil

dibandingka

n :5 di

tingkat gen

tunggal6

:R

metilasi

relati stabil

antara usia

9'-'9 tahun

di daerah

yang diteliti6:ata yang

konsisten

dengan

sebagian

besar

metilasi

yang

didirikan

setelah

pemupukan

dalam

hubungan

dengan

pengemban

gan metilasi

mosaicism6

sensitif

teknik

I

jumlahke#il

kembar

dan

gen

diuji

[2!



Table 10.1 %continued)

Focus Jumlah

pasangan

kembar

Biological

samples

Target/methodolo

gy

Analysis methodology temuan

utama

Kekuatan

utama /

Kelemahan

Reeren

ce

identi!kasi

aktor yang

mengatur

metilasi :NA

di ,F9 / 2+=

wilayah

dicantumkan

+=> rema4a

kembar?

+'>

paruh baya

kembar

seluru

h

darah

en tertentu<

berdasarkan

bisulphite

Array massa

@pityping dari

sebelumnya

di4elaskan

berbeda-

beda

alkohol

daerah

%:Rs)

Korelasi antara

metilasi di spesi!k

c

situs diukur dengan

: C($D6

Analisis komponen

prinsip %E1A)

.E.. ++6

2eritabilitas

dihitung

menggunakan

perkiraan aditi

genetik %A)<

lingkungan

umum %1)< unik

lingkungan G

stochastic %@)

diperoleh

dari komponen"arians

diimplementasikan

di 3 +6>+

%www6"cu6edu/m3)6

Asosiasi metilasi

dengan tubuh

;kuran %B.) yang

dilakukan di "arians

komponen

pengaturan dengan

B. sebagai hasil

mengukur< skor

komponen untuk

:Rs sebagai

"ariabel< dan usia

dan 4enis kelamin

sebagai pembaur6

E1A

menun4ukkan

bahwa salah

satu aktor

utama

men4elaskan

antara 0&H

dan

'&H dari

perbedaan di

kedua :R6

2eritabilitas

metilasi di

situs 1p

indi"idu

ber"ariasi dari

9$-'(H untuk

2+= :R dan

0'-='H untuk,F9 :R6

Tidak

bukti untuk

eek usia

adalah

ditemukan

antara rema4a

"s

kelompok

paruh baya6

pendahuluan

bukti sebuah

asosiasi

antara 2+=

:R metilasi

dan ukuran

tubuh %p

I$<$0)6

.8

4umlah

besar6

peka

teknik

8

okus

pada

satu

wilayah

genomi

k

C(+D



Eeran

dalam

rahim

lingkungan

menentuka

n

metilasi di

,F9 / 2+=

wilayah

dicantumk

an

pada bayi

baru lahir

3= MZ dan

23

sama DZ

seks

dikumpulka

n dikelahiran

Buccal

1B12;@1Elacentaranulocy

tes

en

tertentu<

berdasarka

n

bisulphite

Array

massa

@pityping

dari

sebelumny

a

di4elaskan

berbeda-

beda

alkohol

daerah

%:Rs)

2ubungan antara

metilasi di berbagai

;nit 1p< dan

antara metilasi dan

B atau metilasi

dan A< adalahdiukur dengan

menggunakan rank

.pearman

korelasi sien

e!sien6 Kontribusi

aktor genetik luar

,F9 / 2+=

:Rs ke tingkat

metilasi adalah

diselidiki oleh !

tting separatelinear

model campuran

untuk 5 dan :5

pasangan kembar

di setiap unit 1p6

:alam-kembar

pasangan

korelasi

dimodelkan dengan

memasukkan

acak mencegat

spesi!k c untuk

setiap kembar

pasangan? model

tidak ko"ariat

lainnya

dan ! tted

menggunakan

maksimum dibatasi

kemungkinan6

Eroporsi total

"arians disebabkan

7antara kembar-

ariasi pasangan

7dihitung

menggunakan

kelas korelasi intra6

0ilai ?@@

tinggi untuk

MZ dari DZ

pasangan

kembar.

5ukti pertama

untuk

kejanggalan

epigenetik

di

manusia

identik

se#ara

genetik di

lahir %yaitu.

efekkumulatif

dari

lingkungan 9

sto#hasti#

faktor&.

5ukti

tambahan

untuk

peran faktor

genetik

dalam

mengatur

neonatal

profi le

epigenetik.

bukti untuk

jaringan(

spesifik #

efek ..

.8

bebera

pa

4aringa

n

dari

tunggal

indi"idu

pada

kelahira

n6

relati

4umlah

besar

1B1

2;@1

tembun

i

granulosit

8

genom

tunggal

wilayah

C+9D



Een4elasan

dera4at

epigenetik

etastabili

tas

++( 5

dan :5 #$

pasangan

rema4a

58

darah

putih

sel %n

* +=

pasan

g)<

bukal

epitel

%N *

9$

pasan

g)<

rektu

m %N

* +#

pasan

g)

pengayaan

unmethyla

ted

Fraksi :NA

dan

metilasi

:NA

pro! ling di

+96$$$

1p

ragmen

pulau

Korelasi intra

untuk setiap

unik

"ilayah

genomik %L

=--- unik perbandingan

per pasang* ?@@

berkisar dari

(

menunjukkan

sangat tinggi

sangat rendah

korelasi&.

Iil#oon rank(

sum test

digunakanuntuk

membandingka

n 'ariabilitas

@A? 's

daerah non(

@A?. 0ilai P

dikoreksi untuk

beberapa

pengujian

dengan metode

5onferroni. N

?@@ profiles

"ere more

similar

"ithin

different

tissues from

single

indi'iduals

than

bet"een

unrelated

indi'iduals.

@A?

regions less

'ariable

than

non(@A?

regions. ?@@

for

5u##al #ell

DZ ?@@

'alues

signifi

#antly lo"er

than MZ

?@@

'alues* ?@@

for MZM@

signifi

.8

4umlah

besar6

kelipata

n

teknis

ulanga

n

8

Elator

m

miskin

untuk

metilasi

analisa

C&(D



#antly lo"er

MZD@

pairs.

5ut MZ '

DZ ?@@

differen#es

"ere tissue

spe#ifi#.

Eengaruh

dibantu

reproduksi

teknologi

pada

stabilitas

:NA

metilasi

) ?7C dan

2-non(?7C

kembar

pasang %tidak

ada

Eigositas&

Tali

pusar

4aringa

n

etil-

spesi!k c

E1R

kuantitati

;4i eksak

Fisher

membanding

kan rata-rata

metilasi di

setiap

daerah

antara

kelompok

Tidak ada

perbedaan

antara

tidak bisa

signi!

,F dan

non-,F

kelompok

Namun

beberapa

bukti untuk

meningkat

kan "ariasi

dalam

kelompok

,F6

8

terbatas

genom

cakupan

dan

4umlah

kecil

masing-

masing

kembar

ketik6

Tidak

Ligosita

s

inorma

si

C +0 D

3Me@ 3( methyl#ytosine, @5M@ sel mononuklear darah tali, $47/@ 'ena umbilikalismanusia sel endotel, 1?M amplifi kation situs antar(termetilasi, D@ dikorion %dua plasenta&,

M@ monokorion, @A? @pA "ilayah pulau %diperkaya untuk @pA dinukleotida&

Gambar. 10.2 ubungan antara epigenetik dan fenotipik /eritabilita". Kontribusi yang diusulkan

'ariabel laten dengan status metilasi dari seorang indi'idu di suatu "ilayah genomik %M& dan mereka

fenotipe %P&. Pane kiri me"akili menunjukkan kontribusi 'ariabel untuk metilasi D01

status di satu "ilayah genomik dalam satu indi'idu* efek akan spesifik # untuk usia, jenis kelamin,

penduduk %faktor genetik&, dan jaringan sampel, dan juga akan men#akup faktor stokastik. Metilasi

faktor laten termasuk faktor genetik aditif %1&, faktor lingkungan umum %@&, lingkungan yang unik



%/&, dan faktor epigenetik di"ariskan dan stabil yang tidak tergantung urutan D01

%/p&. Pane kanan merupakan model jalan di kembar, yang menggambarkan kontribusi D01

Metilasi dan faktor lainnya untuk fenotip %P& di kembar saya dengan korelasi memperkirakan di MZ

%Oet t& dan DZ %Bigh t& kembar 'ariabel laten termasuk efek genetik aditif %1i&, lingkungan umum

%@i&, metilasi D01 %Mi&, dan lingkungan yang unik %/i&. Perkiraan korelasi yang

diperoleh dari genetik [28! dan studi epigenetik sebelumnya [2<! pada kembar. Dalam saudara,

korelasi di M akan lebih rendah dari yang diamati pada DZ kembar karena perbedaan usia dan terkait

peningkatan tingkat perubahan stokastik kumulatif. %Aambar diadaptasi dari [-!&

10.. Genome-Skala epigenetik $n(e"tiga"i di Twin"

Mengingat relatif mudah se#ara bersamaan pemetaan profil metilasi D01 di

daerah besar genom relatif terhadap tatanan yang lebih tinggi tanda epigenetik, tidak

mengherankan bah"a studi kembar terbatas dilakukan di ruang ini telah berfokus

pada metilasi D01 %abel -.)&.

10...1 e"olu"i Menenga/ 1-2 Tempat per Gene di 1-103 dari Gen

dalam Genome4

Penelitian terbaru telah mulai untuk mengungkapkan sejauh mana sebenarnya metilasi

D01 genom perubahan MZ kembar yang berpotensi bisa menjelaskan kejanggalan fenotip.

Mungkin aplikasi gabungan paling sukses dari model kejanggalan kembar dan epigenetik

analisis telah diselidiki asosiasi perubahan metilasi D01 dengan gangguan kekebalan terkait,

lupus eritematosus sistemik %O/&, rheumatoid arthritis %B1& dan dermatomiositis %DM& [2)!.

Pendekatan berjenjang untuk analisis yang terlibat

Table 10.2 @3amples o epigenetic analysis in discordant twin pairs

Focus Jumlah

pasangan

kembar

Biological

samples

Target/methodology Analysis

methodologytemuan utama Reerence



Eendekata

n gen

kandidat

.kiLoreni

a %.15)

sumbang

sesuai

affe#te

limosi

t

etilasi :NA

dari

:R:9 gen

oleh

bisul!t

Eengurutan

murni

obser"asiona

l

Tidak ada

statistik

analisa

Kembar sumbang

dengan skiEofrenia

menunjukkan

lebih mirip

DBD) metilasi

profi le untuk kembar sesuai

terpengaruh

daripada

terpengaruh #o(

t"in

C (9 D

berat lahir +9 yang

sangat

sumbang

5

pasangan

sel

bukal

:NA

pada

usia

0

etilasi :NA

pada 9

.itus 1p

dari

en 1T

oleh

bisulphite

pyroseMuenc

ing

Tidak

disebutkan

etilasi sangatber"ariasitari kesesuaianantarapasang6 Rata-

rata dalampasanganmetilasike4anggalan itu+$<&H di situs +dan +><+H disitus 96 korelasiyang kuat diperbedaanantara keduasitus %r * $<#'?p I$<$$+)6 Tidak

korelasi antarakelahiranberat badan dantingkat metilasi

C (& D

Erimary

biliary

cirrhosis

%EB1)

< sumbang

MZ,

sesuai

terpengaruh

darah

perier

D01 metilasi

oleh

bisulphite

pengurutan

Tidak

disebutkan

Penurunan

ekspresi @O?@)

dan pin< di Q P5@

terpengaruh

indi'idu dalam

sumbang

pasang. idak ada bukti D01

perubahan metilasi

mengemudi

C (( D



Beckwith

iedeman

n

.yndrome

%B.)

+$

sumbang

5

0 Kendali

5

!brobl

as kulit

dan /

atau

sekelili

ng

darah

:NA metilasi

oleh

Blotting

selatan

urni

obser"asional

ada statistik

analisa

5I terpengaruh

indi'idu

menunjukkan

kehilangan

pen#etakan di

K7DMB dengan bersifat bialel

ekspresi

K@0R6

C (0 D

Eerak-

Russell

.yndrom

e

%.R.)

+ sumbang

5

pasangan

darah

perier

leukosit

Dikombinasika

n bisulfi te

analisis restriksi

%@65B1& dan

bisulfi te

seGuen#ing

untuk dua $

DMBs

urni

obser"asion

al ada

statistik

analisa

Kehilangan $

(DMB di sekitar

setengah dari sel(

sel di terpengaruh

kembar hanya

dengan terkait

penurunan

ekspresi ?AC)

C (> D

ekor

:uplikasi

Anomali

%1:A)

sumbang

5

pasangan

=

terpengaru

h 5

darah

perier

mononukl

ear

sel

etilasi :NA

dari

-A3in + oleh

bisul!t

Eengurutan

binomialumum

linear

di#ampur

Model %lme<

paket&

ebih tinggi

metilasi di

A3in-+

promotor di

terpengaruh "s

terpengaruh

co-twin

%p I$<$$$+)6

lebih tinggi

metilasi di

kedua kembar

dibandingkan

kontrol %p *

$<$9)6

Korelasi ,11

$<'> untuk

semua +$

C (' D



pasang 56

Eenyakit

AlLheime

r %A:)

+ sumbang

5

Eost mortemtemporalneocorte3

berbagai

epigenetik

penanda oleh

imunohistoki

mia

:ua ekor t-

test dari

intensitas

pewarnaan

Tingkat cantly

mengurangi

signi! dari

etilasi :NA di

sementara

neokorteks

neuronal

inti di A:

C (# D

Body ass

,nde3 %B,)

+>

sumban

g 5

pasanga

n

air liur etilasi

:NA pada =

daerah

:R

terlibat

dalam

pertumbuh

an< oleh

berdasarka

n bisul!t<

ampli!

kation dan

ekstensi

primer

dan 2E16

indeks

:ipasangkan

t-test dan

ilco3on ini

rank test

menandatan

gani kontrak

dengan

Tes untuk

asosiasi

antara

enotipe dan

, untuk

setiap

sumbang

pasangan6

Eearson dan

2anya

perbedaan

intrapair kecil

di metilasi

diamati6

Tidak

korelasi cant

signi!kan

antara

intrapair B,

perbedaan

dan intrapair

tingkat

metilasi6

C (

= D



metilasi

dihitung

sebagai

h %1) / h %1)

G h %T)

di mana h

* puncak

tinggi pada

2E1

.pearman

korelasi

koe!sien sien

dihitung

untuk

mengu4i

untuk

asosiasi

dari intrapair

B,

dan ,

perbedaan

Skala

genom

(hipotesis

gratis)

pendekatan

+6 upus

sistemik

@rythramato

usis %.@)

96 Radang

sendi

%RA)

sumban

g untuk

setiap

ganggu

an

-+' .@

sib

pasanga

n

termasu

k

+5<

(:5

untuk

"alidasi

hanya

.eluruh

darah8

sel darah

putih

pecahan

Metilasi

D01 dengan

?llumina

/mas

Aerbang

5ead 1rray

% ---

pengukuran&

.iswa t-test

dengan

F:R koreksi

untuk

beberapa

pengu4ian

idak ada

perbedaan

metilasi

terkait dengan

DM dan B1

perubahan

metilasi

Konsisten

pada O/

kembar relatif

terhadap

terpengaruh #o(

kembar di

gen berfungsi

kekebalan

C &9 D



&6

:ermatomio

sitis %:)

"alidasi oleh

bisul!t

Eengurutan

pyroseMuenc

ing global

0e1

pengukuran

Eenurunanglobal dalam0-methylcytosine

pada .@ danhypomethylationdari 9# . dan+# gen.r:NA

Table 10.2 %continued)

Caktor ranskripsi terlibat dalam pembentukan A151ergi# interneuron [3)!.

2 S 4B non protein #oding 2 S "ilayah diterjemahkan dari B01 transkrip

DMB daerah berbeda(beda alkohol

Korelasi intra ?@@

DBD) reseptor dopaminergik D)

@6M #ate#hol(6(methyltransferase

BB5 mengurangi representasi bisulphite seGuen#ing

MBD1 metilasi sensitif analisis perbedaan representasional A01P [3-!

PP?/O Peptidylprolyl isomerise /(seperti spermine M synthase

skala genom metilasi D01 profiling dari lebih dari 3-- situs @pA di lima pasang

pasang MZ sumbang, dalam kombinasi dengan gen 'alidasi spesifik di lanjut sumbang

kembar dan subyek kontrol yang #o#ok, dan pengukuran global 3(Methyl#ytosine

tingkat. ebuah t(test digunakan untuk mengidentifikasi probe array yang termetilasi

berbeda(beda antara indi'idu yang terkena dan kembar yang sehat masing(masing. P(nilai

yang dihasilkan adalah dikoreksi untuk beberapa pengujian menggunakan Calse ingkat

Penemuan metodologi [22!. eperti kebanyakan studi metilasi saat di alam ini, perubahan

metilasi berarti se"enang("enang antara kelompok yang terkena dampak dan non(terkena

digunakan sebagai #ut(off %dalam hal ini -H&

untuk menghasilkan daftar kandidat gen untuk 'alidasi berikutnya.

Pendekatan ini mengungkapkan < gen, diperkaya untuk fungsi kekebalan tubuh,

menunjukkan Perubahan konsisten dalam metilasi D01 @ally spesifik pada O/. idak ada

metilasi konsisten perubahan yang ditemukan di B1 atau DM. 7alidasi berikutnya dalam

kelompok kontrol dan selanjutnya menetapkan pasangan kembar sumbang %lagi dengan



koreksi untuk beberapa pengujian&

kerahasiaan rmed hasil array. Menariknya, pemeriksaan kadar 3Me@ global yang

identifi ed kerugian umum metilasi D01 dalam O/ mempengaruhi indi'idu,

dan ini ditemukan %setidaknya sebagian& karena # penurunan spesifik di metilasi

di )8 berulang(ulang dan 8 gen B01 ribosom.

10...2 e"olu"i Tinggi 1-20 Situ" di 10-03 dari Semua Gen4

1nalisis yang paling menarik dari faktor yang mengatur keseluruhan profi le metilasi

adalah diperoleh melalui analisis tiga koleksi DZ dan MZ pasang [2<!. ?ni

terdiri dari sel(sel darah putih %leukosit& dari pasangan kembar MZ yang dikorion

%masing(masing kembar memiliki plasenta mereka sendiri& dan )- pasangan kembar DZ

#o#ok untuk usia, jenis kelamin

dan hitung darah, ditambah sel epitel bukal dari - monokorion MZ dan DZ )-

usia dan jenis kelamin(#o#ok. elain itu leukosit dan sel bukal diperoleh dari

masing(masing - dikorion pasangan MZ dan DZ - dari yang lain kohort kembar

independen dan biopsi usus dikumpulkan dari 8 pasangan MZ dari populasi kembar ketiga.

Korelasi intra(kelas untuk MZ dan DZ pasangan dihitung untuk pasangan perbandingan

bijaksana dari lebih dari =.--- titik data indi'idual sesuai dengan tingkat metilasi di

daerah genom indi'idu. ?ni #ompellingly menunjukkan tingkat yang lebih tinggi

kesamaan antara kembar MZ sebagai kelompok, relatif terhadap kelompok DZ %p + ,) T -

()<&. 0amun, dalam studi yang dilakukan se#ara paralel dengan analisis manusia, mulai luas

epigenetik Perbedaan juga ditemukan di strain tikus hampir identik, memimpin penulis

untuk berspekulasi bah"a diferensial Eigotik epigenetik profi le di DZ dibandingkan MZ

kembar adalah pendorong utama dari perbedaan ?@@ ( 'ariabilitas genetik antara tidak

indi'idu yang berbeda [2<!. 0amun, ini tidak dapat langsung diuji karena

ketidakmampuan untuk langsung mengukur epigenetik profi le pada Eigot bersel tunggal.

10... e"olu"i 5ltra-ig/ Setiap Situ" dan "etiap Gene4

Masa depan kedua analisis genom dan epigenomi# kembar terletak pada penggunaan

throughput tinggi nukleotida urutan. 5aranEini dkk. [23! men#ari genetik, ekspresi dan

metilasi D01 perbedaan sel purifi ed @D< di ke#il

jumlah pasangan kembar MZ sumbang untuk multiple s#lerosis %M&. 1ntara 3- dan =8

juta seGuen#ing berbeda memba#a B01 utusan dihitung untuk setiap pasangan.

e#ara garis besar, ini merupakan ungkapan :output: dari sampel asli.

emakin memba#a hadir untuk gen # spesifik sebagai proporsi dari total jumlah memba#a,

yang lebih tinggi menyatakan itu adalah dalam populasi sel mulai. 1nehnya, sebuah



diagnosis M hanya menyumbang ,<H dari total 'arians* 3,2H adalah disebabkan

untuk antara perbedaan pasangan, dan )=,2H karena 'ariasi sehari(hari dalam satu

indi'idu. Data ini saja menyoroti sifat yang sangat dinamis ekspresi gen

yang menimbulkan tantangan yang #ukup besar ketika men#oba untuk mengidentifikasi

penyakit(spesifik gen #

perubahan ekspresi. idak mengherankan, ada perbedaan ekspresi gen yang kuat bisa

dianggap berasal fenotip M sendiri. Meskipun beberapa bukti untuk ketidakseimbangan alel

%di mana salah satu indi'idu dua salinan gen dinyatakan lebih tinggi daripada

lain& dalam pasangan kembar sumbang, tidak ada perubahan seperti itu umum untuk semua

tiga M

pasangan kembar sumbang diperiksa. Pemeriksaan 3-(-------, berkualitas tinggi

berbunyi berkurang representasi seGuen#ing bisulfit %BB5& dari sel @D<

2 tiga kembar sumbang sama menunjukkan sedikit bukti metilasi D01

perubahan yang bisa @ally spesifik terkait dengan fenotip M. edangkan beberapa

ratus perbedaan yang jelas %di spesifik # situs @pA& yang jelas antara laki(laki

dan perempuan, atau antara jaringan kanker primer dan tidak berhubungan, besarnya

perbedaan epigenetik antara MZ kembar sumbang untuk M setidaknya urutan

besarnya lebih rendah dari perbedaan indi'idu non(terkait, dan L 2 lipat

lebih rendah dari antara jaringan primer dan ganas. ayangnya tidak ada

'alidasi independen yang diamati dalam perbedaan pasangan menggunakan alternatif

metodologi, sehingga ketahanan dari beberapa perubahan metilasi D01 yang diamati

dalam pasangan MZ masih belum jelas [23!.

10.+ &eringatan dan &er/atian

. Mungkin ada efek epigenetik spesifik # kembar yang membatasi utilitas mereka sebagai

model

untuk mengungkapkan kontributor penyebab penyakit yang lebih luas yang berlaku di lebih

luas

populasi tunggal. ebagai #ontoh, proses yang mengarah ke MZ kembar tetap

akan ditentukan tetapi se#ara tradisional telah dianggap hasil dari random

proses. 0amun, data yang lebih baru menunjukkan bah"a faktor epigenetik

sendiri mungkin terlibat dalam pemisahan embrio yang mengarah ke MZ kembar

[2=!. Jika spesifik # untuk MZ kembar, ini akan memiliki efek menga#aukan setiap MZ

perbandingan 's DZ bertujuan untuk mengidentifikasi faktor di"ariskan. $al ini dapat



mengakibatkan

diferensial epigenomes dua baru dibuat embrio MZ se#ara independen dari

onset kemudian kejanggalan fenotipik.

). 5eberapa penelitian telah berusaha untuk memperkirakan kekuatan statistik yangdiperlukan untuk memalsukan

hipotesis epigenetik. $ubungan antara jumlah ulangan teknis

%langkah(langkah independen dari biospe#imen yang sama, yang bertujuan untuk

mengidentifikasi

kontribusi teknis :kebisingan:& dan kekuatan untuk mendeteksi biologis yang bermaknaEerbedaan metilasi :NA di pasangan kembar telah elegan diperiksa oleh

Kaminsky et al6 C&'D6 eperti yang diperkirakan jumlah yang lebih besar dari berbagai

teknik replikasi

$asil di tingkat keseluruhan lebih ke#il dari 'arian teknis di array data indi'idu

poin. Dengan demikian, sedikitnya dua ulangan teknis yang diberikan 8-H kekuatan untuk

mendeteksi

,) kali lipat perubahan pada L -H dari probe array dalam hanya sembilan pasangan

kembar. ?ni meningkat

dari L =-H dari probe dengan hanya mereplikasi teknis tunggal. Perhitungan daya lebih lanjut

meramalkan bah"a dengan dua ulangan teknis dan ), < dan = pasangan kembar,

ada peluang 8-H untuk mendeteksi benar metilasi D01 perbedaan dari ,3,,) dan ,= kali lipat, di 3H dari titik data diuji, antara kelompok [2!. atu peringatan

perhitungan ini adalah potensi 'ariasi dalam metilasi D01 dari "aktu ke "aktu [8, !.

?ni akan memiliki efek meningkatkan 'arians populasi di tingkat metilasi

pada usia(sensitif lokus. 4ntuk menangani hal ini akan diinginkan untuk menggunakan usia

#o#ok kembar pasangan mana mungkin untuk kation identifi biomarker epigenetik

@ally spesifik terkait dengan kejanggalan fenotipik. Meskipun potensi masalah ini,

upaya terbatas pada perhitungan daya sejauh dilakukan adalah untuk mendorong

penerapan analisis genom skala metilasi studi berbasis kembar besar.

ulit untuk per#aya bah"a lebih dari - tahun yang lalu genom manusia belum

ditandai sepenuhnya, B01 mikro dan B01 non(#oding lainnya dianggap

sebagian besar artefak oleh beberapa, dan epigenetik dianggap penting :terbatas:

biologis. epuluh tahun dari sekarang ada kemungkinan bah"a karakterisasi penuh dari

kedua

data genom dan epigenomi# akan berada dalam jangkauan kebanyakan peneliti* dalamkasus data epigenomi#, ini akan menjadi bergantung pada penyediaan segala ma#am



jaringan dari donor yang bersedia. Dalam banyak kasus %seperti jaringan saraf di

neuropsikiatri

gangguan&, ini akan perlu dilakukan post mortem. angat mungkin bah"a tingkat

kompleksitas

dan 'ariasi mengungkapkan dalam diri indi'idu sel 9 jaringan 9 organ dari setiap indi'idu,

dan antara indi'idu akan sangat besar, sangat menghambat kation identifi dari

biologis perbedaan yang berarti dalam profi le epigenetik. Meskipun demikian, melekat

kapasitas untuk mengendalikan 'ariasi genetik dalam pasangan kembar MZ %dan pada tingkat

lebih rendah

faktor lingkungan& harus membuktikan sangat berharga dalam membantu untuk mengungkap

pikiran membingungkan kompleksitas gen lingkungan interaksi epigenetik #enderung

berkontribusi terhadap kesehatan manusia dan penyakit.

Documents

Translate EPM