Alzheimer's disease (AD) is the most common age-dependent neurodegenerative disorder and shows progressive memory loss and cognitive decline. Intraneuronal filaments composed of aggregated hyperphosphorylated tau protein, called neurofibrillary tangles, along with extracellular accumulations of amyloid $\beta$ protein (A$\beta$), called senile plaques, are known to be the neuropathological hallmarks of AD. In light of recent studies, epigenetic modification has emerged as one of the pathogenic mechanisms of AD. Epigenetic changes encompass an array of molecular modifications to both DNA and chromatin, including transcription factors and cofactors. In this review, we summarize how DNA methylation and changes to DNA chromatin packaging by post-translational histone modification are involved in AD. In addition, we describe the role of SIRTs, histone deacetylases, and the effect of SIRT-modulating drugs on AD. Lastly, we discuss how amyloid precursor protein (APP) intracellular domain (AICD) regulates neuronal transcription. Our understanding of the epigenomes and transcriptomes of AD may warrant future identification of novel biological markers and beneficial therapeutic targets for AD.
Epigenetics represents a chromatin-mediated transcriptional repression which plays a control role in both animal and plant development. A number of different mechanisms have been described to be involved in the formation of chromatin structure: especially DNA methylation, nucleosomal histone modification, DNA replication timing, and binding of chromatin remodelling proteins. Epigenetic phenomena include genomic imprinting, dosage compensation of X-chromosome linked genes, mutual allelic interactions, paramutation, transvection, silencing of invasive DNA sequences, etc. They are often unstable and inherited in a non-Mendelian way. A number of epigenetic defects has been preferentially described in floral development. Here, epigenetic phenomena in model angiosperm plants and their corresponding mechanisms are reviewed.
Environmental toxicants such as toxic metals can alter epigenetic regulatory features such as DNA methylation, histone modification, and non-coding RNA expression. Heavy metals influence gene expression by epigenetic mechanisms and by directly binding to various metal response elements in the target gene promoters. Given the role of epigenetic alterations in regulating genes, there is potential for the integration of toxic metal-induced epigenetic alterations as informative factors in the risk assessment process. Here, we focus on recent advances in understanding epigenetic changes, gene expression, and biological effects induced by toxic metals.
Epigenomics is a study that analyzes and quantifies various epigenetic alterations that affect gene expressions in cells from the viewpoint of collective characteristics on biological molecular pools. DNA methylation and histone modification in cells can induce the epigenetic alterations. Especially, epigenetic alterations influenced by external factors as ingested foods and other environmental factors have been examined in the whole genome regions, which provide accumulated data of altered regions or patterns of global genome, Statistical analyses of these regions or patterns enables us to correlate epigenomic changes with human diseases in the whole genome region. Finding meaningful regulators is a major concern of epigenomic research in recent years, and these results will give the food industry an important clue to future food
The genome is almost identical in all the cells of the body. However, the functions and morphologies of each cell are different, and the factors that determine them are the genes and proteins expressed in the cells. Over the past decades, studies on epigenetic information, such as DNA methylation, histone modifications, chromatin accessibility, and chromatin conformation have shown that these properties play a fundamental role in gene regulation. Furthermore, various diseases such as cancer have been found to be associated with epigenetic mechanisms. In this study, we summarized the biological properties of epigenetics and single-cell epigenomic profiling techniques, and discussed future challenges in the field of epigenetics.
Conjugation of the methyl group at the fifth carbon of cytosines within the palindromic dinucleotide 5'-CpG-3' sequence (DNA methylation) is the best studied epigenetic mechanism, which acts together with other epigenetic entities: histone modification, chromatin remodeling and microRNAs to shape the chromatin structure of DNA according to its functional state. The cancer genome is frequently characterized by hypermethylation of specific genes concurrently with an overall decrease in the level of 5-methyl cytosine, the pathological implication of which to the cancerous state has been well established. While the latest genome-wide technologies have been applied to classify and interpret the epigenetic layer of gene regulation in the physiological and disease states, the epigenetic testing has also been seriously explored in clinical practice for early detection, refining tumor staging and predicting disease recurrence. This critique reviews the latest research findings on the use of DNA methylation in cancer diagnosis, prognosis and staging/classification.
Since Barker found associations between low birth weight and several chronic diseases later in life, the hypothesis of fetal origins of adult disease (aka, Barker Hypothesis) and epigenetics have been emerging as a new paradigm for geneenvironment interaction of chronic disease. Epigenetics is the study of heritable changes in gene silencing that occur without any change in DNA sequence. Gene expression can be regulated by several epigenetic mechanisms, including DNA methylation and histone modifications, which may be associated with chronic conditions, such as cancers, cardiovascular disease, and type-2 diabetes. One carbon metabolism which involves the transfer of a methyl group catalyzed by DNA methyltransferase is an important mechanism by which DNA methylation occurs in promoter regions and/or repetitive elements of the genome. Environmental factors may induce epigenetic modification through production of reactive oxygen species, alteration of methyltransferase activity, and/or interference with methyl donors. In this review, we introduce recent studies of epigenetic modification and environmental factors, such as heavy metals, environmental hormones, air pollution, diet and psychosocial stress. We also discuss epigenetic perspectives of early life environmental exposure and late life disease occurrence.
Kim, Jun-Dae;Kim, Eunmi;Koun, Soonil;Ham, Hyung-Jin;Rhee, Myungchull;Kim, Myoung-Jin;Huh, Tae-Lin
Molecules and Cells
/
v.38
no.6
/
pp.580-586
/
2015
While increasing evidence indicates the important function of histone methylation during development, how this process influences cardiac development in vertebrates has not been explored. Here, we elucidate the functions of two histone H3 lysine 4 (H3K4) methylation enzymes, SMYD3 and SETD7, during zebrafish heart morphogenesis using gene expression profiling by whole mount in situ hybridization and antisense morpholino oligonucleotide (MO)-based gene knockdown. We find both smyd3 and setd7 are highly expressed within developing zebrafish heart and knock-down of these genes led to severe defects in cardiac morphogenesis without altering the expressions pattern of heart markers, including cmlc2, vmhc, and amhc. Furthermore, double knock-down by coinjection of smyd3 and setd7 MOs caused the synergistic defects in heart development. As similar to knock-down effect, overexpression of these genes also caused the heart morphogenesis defect in zebrafish. These results indicate that histone modifying enzymes, SMYD3 and SETD7, appear to function synergistically during heart development and their proper functioning is essential for normal heart morphogenesis during development.
Seo, Hee-Jung;Lee, Seong-Kyu;Baik, Haing-Woon;Lee, Ki-Ho
Journal of Animal Science and Technology
/
v.54
no.3
/
pp.157-163
/
2012
The male reproduction is precisely controlled by a number of intrinsic and extrinsic factors. These factors usually involve in expressional regulation of various molecules influencing on sperm production in the testis. A number of ways are employed to control the transcription of specific genes, including epigenetic modifications of DNA and histone molecules. DNA methylation of CpG dinucleotides is a commonly used regulatory mechanism for testicular genes associated with the fertility. Previous studies have demonstrated the infertility induced by improper DNA methylation of these genes. In the present research, we attempted to determine transcriptional expression of some of these genes in the rat testis at different postnatal ages using real-time PCR analysis. These genes include neurotrophin 3 (Ntf3), insulin-like growth factor II (Igf2), JmjC-domain-containing histone demethylase 2A 1 (Jhm2da), paired box 8 transcription factor (Pax8), small nuclear ribonucleoprotein polypeptide N (Snrpn), and 5,10-methylenetetrahydrofolate reductase (Mthfr). The expression levels of Ntf3, Igf2, and Snrpn genes were the highest at the neonatal age, followed by transient decreases at the prepubertal age. Expression of Jhm2da and Mthfr genes were continuously increased from the neonate to 1 year of age. The levels of Pax8 mRNA at the early ages were higher than those at the later ages of postnatal development. These findings suggest that expression of some fertility-associated testicular genes in the rat during postnatal period could be differentially regulated by the control of the degree of DNA methylation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.