Fine Tuning Gene Expression: The Epigenome

Mohtat, Davoud; Suszták, Katalin

doi:10.1016/j.semnephrol.2010.07.004

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“…Covalent modifications of nucleic acids and their associated histone complexes are the mechanistic basis for epigenetic modifications (50). Changes in metabolite levels can induce such modifications and thereby gene expression.…”

Section: Metabolic Dysregulation Can Induce Long-lasting Epigenetic Rmentioning

confidence: 99%

Molecular mechanisms of diabetic kidney disease

Reidy¹,

et al. 2014

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Diabetic kidney disease (DKD) is the leading cause of kidney failure worldwide and the single strongest predictor of mortality in patients with diabetes. DKD is a prototypical disease of gene and environmental interactions. Tight glucose control significantly decreases DKD incidence, indicating that hyperglycemia-induced metabolic alterations, including changes in energy utilization and mitochondrial dysfunction, play critical roles in disease initiation. Blood pressure control, especially with medications that inhibit the angiotensin system, is the only effective way to slow disease progression. While DKD is considered a microvascular complication of diabetes, growing evidence indicates that podocyte loss and epithelial dysfunction play important roles. Inflammation, cell hypertrophy, and dedifferentiation by the activation of classic pathways of regeneration further contribute to disease progression. Concerted clinical and basic research efforts will be needed to understand DKD pathogenesis and to identify novel drug targets.

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Section: Metabolic Dysregulation Can Induce Long-lasting Epigenetic Rmentioning

confidence: 99%

Molecular mechanisms of diabetic kidney disease

Reidy¹,

et al. 2014

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“…15 Various approaches have yielded insights into molecular mechanisms of CKD (reviews in refs. [16][17][18], but comprehensive functional integration of genetic CKD risk loci with the biology of CKD is still lacking.…”

Section: An Integrative Approach To Gwas Data Analysesmentioning

confidence: 99%

Integrative Biology Identifies Shared Transcriptional Networks in CKD

Martini

Nair

Keller

et al. 2014

Journal of the American Society of Nephrology

125

118

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A previous meta-analysis of genome-wide association data by the Cohorts for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology and CKDGen consortia identified 16 loci associated with eGFR. To define how each of these single-nucleotide polymorphisms (SNPs) could affect renal function, we integrated GFRassociated loci with regulatory pathways, producing a molecular map of CKD. In kidney biopsy specimens from 157 European subjects representing nine different CKDs, renal transcript levels for 18 genes in proximity to the SNPs significantly correlated with GFR. These 18 genes were mapped into their biologic context by testing coregulated transcripts for enriched pathways. A network of 97 pathways linked by shared genes was constructed and characterized. Of these pathways, 56 pathways were reported previously to be associated with CKD; 41 pathways without prior association with CKD were ranked on the basis of the number of candidate genes connected to the respective pathways. All pathways aggregated into a network of two main clusters comprising inflammation-and metabolism-related pathways, with the NRF2-mediated oxidative stress response pathway serving as the hub between the two clusters. In all, 78 pathways and 95% of the connections among those pathways were verified in an independent North American biopsy cohort. Disease-specific analyses showed that most pathways are shared between sets of three diseases, with closest interconnection between lupus nephritis, IgA nephritis, and diabetic nephropathy. Taken together, the network integrates candidate genes from genome-wide association studies into their functional context, revealing interactions and defining established and novel biologic mechanisms of renal impairment in renal diseases.

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“…11,12 La metilación del ADN también tiene una gran trascendencia en la regulación de la transcripción, 13,14 en la diferenciación celular, 15 en la estabilidad del genoma 16 y en la defensa contra virus y parásitos que potencialmente podrían dañar al ADN, a través del silenciamiento de sus secuencias. 3 Finalmente, el estado de metilación influye en la remodelación de la cromatina: la heterocromatina se encuentra mucho más metilada que la eucromatina.…”

Section: Metilación Del Adnunclassified

“…Por su parte, la metilación de histonas envía señales más complejas, ya que pueden tanto favorecer la expresión génica como reprimirla, 3 en función de cuáles sean los residuos proteicos metilados, pero el desarrollo del tema excede el propósito de este texto.…”

Section: Modificación Post-traduccional De Las Histonasunclassified

“…Una de las más actuales la considera el estudio de los cambios heredables en la expresión de los genes, que no pueden ser atribuidos a cambios en la secuencia del ADN. 1,2 Hasta el momento, se han identificado más de veinte mecanismos epigenéticos, 3 los cuales juegan un rol importantísimo en la regulación de la transcripción y, por lo tanto, en la expresión génica. Estos mecanismos incluyen la metilación del ADN, las modificaciones post-traduccionales de las histonas, el silenciamiento géni-co mediado por ARN no codificantes, los complejos de remodelado de cromatina basados en adenosín trifosfato (ATP) y los complejos proteicos Polycomb y Trithorax, entre otros, 4 pero aún estamos lejos de entender todas las implicancias de esta regulación.…”

Section: Introductionunclassified

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Regulación de la expresión génica: cómo operan los mecanismos epigenéticos

Cavagnari¹

2012

Arch Argent Pediat

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Arch Argent Pediatr 2012;110(2):132-136 / 132 RESUMEN El fenotipo de cada célula no sólo depende de la secuencia de nucleótidos del ácido desoxirribonucleico (ADN), sino que está determinado por los genes que son expresados y aquellos que no lo son. Una forma de regular este patrón de expresión génica es modificar la estructura de la cromatina a través de diversos mecanismos epigenéticos. En el presente artículo se revisan los mecanismos epigenéticos más importantes: metilación del ADN, modificación post-traduccional de las histonas, silenciamiento génico mediado por ácidos ribonucleicos no codificantes, remodelado de cromatina dependiente de adenosín trifosfato y proteínas del grupo Polycomb y Trithorax. Palabras clave: epigenética, mecanismos epigenéti-cos, regulación génica, expresión génica. SUMMARYCell phenotype does not only depend on the nucleotide sequence, but is determined by those genes that are expressed and those that are not. One way to regulate this gene expression pattern is by modifying the chromatin structure via diverse epigenetic mechanisms. In the present article we present the most important epigenetic mechanisms: deoxyribonucleic acid methylation, histone post-translational modifications, noncoding ribonucleic acid mediated gene-silencing, ATP-dependent chromatin remodeling, and Polycomb and Trithorax group proteins. INTRODUCCIÓNEn líneas generales, todas las célu-las somáticas del organismo presentan la misma carga genética. Por otra parte, los diferentes tipos celulares expresan proteínas distintas y tienen diferentes fenotipos. De esto se desprende que el fenotipo celular no depende solamente de la secuencia del ácido desoxirribonucleico (ADN) presente en su genoma, sino que está determinado por los diferentes grados de expresión de estos genes dentro de cada célula. En otras palabras, un mismo ADN puede ser utilizado de diferente forma en distintos tipos celulares (expresión selectiva de genes).Existen varios niveles de regulación de la expresión génica. El más común se da a nivel de la síntesis de ácido ribonucleico (ARN) a partir de ADN (transcripción), aunque también existe una regulación a nivel posttranscripcional (corte y empalme), traduccional (síntesis de proteínas a partir de un ARN mensajero) y posttraduccional (modificaciones post-traduccionales). Pero sin lugar a dudas, la forma de regular la expresión géni-ca que ha revolucionado el modo de interpretar la relación de los genes con el medio ambiente, está a cargo de los distintos mecanismos epigenéticos.Existen muchas formas de definir a la epigenética. Una de las más actuales la considera el estudio de los cambios heredables en la expresión de los genes, que no pueden ser atribuidos a cambios en la secuencia del ADN. 1,2Hasta el momento, se han identificado más de veinte mecanismos epigenéticos, 3 los cuales juegan un rol importantísimo en la regulación de la transcripción y, por lo tanto, en la expresión génica. Estos mecanismos incluyen la metilación del ADN, las modificaciones post-traduccionales de las histonas, el si...

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Fine Tuning Gene Expression: The Epigenome

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Molecular mechanisms of diabetic kidney disease

Integrative Biology Identifies Shared Transcriptional Networks in CKD

Regulación de la expresión génica: cómo operan los mecanismos epigenéticos

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