Regulated noise in the epigenetic landscape of development and disease.
Regulated noise in the epigenetic landscape of development and disease.
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DOI：
10.1016/j.cell.2012.02.045
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发表时间：
2012-03-16
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Feinberg AP
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pujadas E;Feinberg AP
在本视角中，我们综合了表观遗传学领域过去和现在的观察结果，提出了一个模型，其中表观基因组可以通过调节噪声的影响来调节发育和疾病中的细胞可塑性。在该模型中，表观基因组促进发育中的相变并介导细胞命运决定过程中的稳健性。在将我们的论点建立在随机噪声和非遗传异质性的讨论基础上之后，我们探索了这样一个假设：不同的染色质结构域（已知这些结构域在疾病中失调并在发育过程中重塑）可能是更普遍的细胞可塑性的基础。然后，我们通过数学形式主义呈现沃丁顿表观遗传景观的现代描述。我们推测这个新框架可能会影响我们揭示疾病机制的方式。特别是，它可能有助于解释癌症中 DNA 甲基化和基因表达的变异性增加，从而导致肿瘤细胞异质性的观察结果。
In this Perspective, we synthesize past and present observations in the field of epigenetics to propose a model in which the epigenome can modulate cellular plasticity in development and disease by regulating the effects of noise. In this model, the epigenome facilitates phase transitions in development and mediates robustness during cell fate commitment. After grounding our argument in a discussion of stochastic noise and non-genetic heterogeneity, we explore the hypothesis that distinct chromatin domains, which are known to be dysregulated in disease and remodeled during development, might underlie cellular plasticity more generally. We then present a modern portrayal of Waddington's epigenetic landscape through a mathematical formalism. We speculate that this new framework might impact how we approach the unraveling of disease mechanisms. In particular, it may help to explain the observation that the variability of DNA methylation and gene expression are increased in cancer, which leads to tumor cell heterogeneity.
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