Verschillen tussen mensen Genetische code (Variatie) Omgeving Verschillen in kenmerken En gezondheid (Fenotype)
The genome book Sequencing the individual genome /a /g
Molecular dimmers on the DNA
This image cannot currently be displayed. Amino acids polypeptide CAP m RNA Cleavage of hnrna hn RNA Central dogma Gene
Epigenetische verschillen tussen mensen kun je meten
Vergelijk de DNA verschillen in groepen mensen met behulp van robots DNA methylering wordt gemeten in grote aantallen mensen robotica
Epigenetische verschillen tussen mensen Controle van ons DNA (het genoom) op de activiteit van genen (anders dan door de primaire code) die van cel tot cel wordt overgedragen.
Epigenetische verschillen tussen mensen Het epigenoom herbergt siganlen die vanaf de vroegste ontwikkeling en gedurende het hele leven reageren op de omgeving. Onder invloed van dieet, roken, alcohol, infecties, leiden tot hormoonschommelingen, ziekte risico en dragen bij aan veroudering.
Epigenetische mechanismen dragen bij aan : Regulatie van genexpressie en celfuntie, Stabiel over lange tijd maar ook veranderlijk Wordt van cel naar cel overgedragen, ouders op kinderen Cruciaal voor differentiatie van cellen en ontwikkeling van weefsels Epigenome : epigenetische status over het hele genoom Facebook van het genoom: ineractie tussen het genoom en de omgeving
Epigenetische mechanismen dragen bij aan : Nature/Nurture - Ontwikkel een kaart van het epigenoom - Koppel aan kennis (GWAS/ genexpressie) - Bestudeer epi-effect van blootstelling aam diverse condities - Vroeg in het leven en gedurende het ouder worden - Besturdeer vroeg, adult en laat fenotype en gezondheids uitkomsten
BBMRI Biobanking Infrastructure Europe Goal: to make data and materials rapidly and widely available to researchers by making a catalog and providing tools for harmonization and ELSI www.nlgenome.com 15
Multi-level analysis Meta genome 3000 Epigenome 4000 4000 2000 (immune) 6000
Human epigenome projects
Cohort/ Study POPS (birth) ERGO (55+) Dutch Famine Generation R (birth/parents) LIFELINES Haven (birth/mothers) PROSPER (70-75) LLS offspring VU Twins (14-60) LUMC 85+ LLS Lifephase Uterus Early life Adult Aging Diagnosed Mortality Longevity Developmental Origins of Health and Disease (DOHAD) Project EU LIFESPAN EU IDEAL NCHA EU Phase EU GEFOS OP EU TREAT OA NCHA Galapagos NCHA LLS Samen oud B-Proof EU SWITCHBOX NCHA Unilever Skin ageing EU GEHA NCHA Pfizer
Agouti muizen, infectie-inducers behandelde muizen etc - Dieet, infecties (Poly C) bij de moeder tijdens zwangerschap Beinvloed : - Grootte + vachtkleur, gedrage en metabolisme bij nakomeling Waterland and Jirtle. Mol Cell Biol 2003
Dutch Hunger Winter Gametogenesis Conception Birth Growth Adulthood Ageing Epigenetic mechanisms? Disease Severe: daily rations <700 kcal/day (2200 kcal needed) December 44 April 45 Exposure during intra-uterine life associated with cardiometabolic health and schizophrenia Timing of the exposure recorded in birth records
Dutch Hunger Winter Gametogenesis Conception Birth Growth Adulthood Ageing Epigenetic mechanisms? Disease Critical stage in establishing and maintaining epigenetic marks Black & Grey Imprinted Blue Paternal genome Red Maternal genome Reik et al. Science 2001
Methylation of a growth gene Studied DNA from blood of 60 individuals who were periconceptionally exposed to the Famine 6 decades ago Compared DNA methylation with same-sex sibling controls IGF2: Prenatal growth factor, also implicated in metabolic regulation and memory; epigenetically controlled exposed - unexposed sibling Methylation difference (%) 30 20 10 0-10 -20-30 -40 Ration methylation Dec 1944 Jan 1945 Feb 1945 Mar 1945 Apr 1945 May 1945 10000 9500 9000 8500 8000 7500 7000 6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Bas Heijmans Small but similar to rat model Daily ration (kcal/day) Heijmans et al. PNAS 2008 Estimated conception (Last menstrual period)
Intra-uterine exposure Periconception critical period 2% Methylation difference Reference: periconception controls 1% 0% -1% -2% -3% -4% -5% -6% -7% P=1.5x10-5 P=0.69 P interaction =4.7x10-3 IGF2 methylation 0.515 0.488, P=1.5x10-5 5.2% lower (relative) = 0.5 standard deviations
Genoom brede analyses Hongerwinter Netwerken van genen Ontwikkeling en stofwisseling
Epigenetische mechanismen dragen bij aan : Nature/Nurture - Ontwikkel een kaart van het epigenoom - Koppel aan kennis (GWAS/ genexpressie) - Bestudeer epi-effect van blootstelling - Besturdeer vroeg, adult en laat fenotype en gezondheids uitkomsten - Schizofrenie: - In hersenweefsel van volwassen patienten, controle en feutale ontwikkeling (prefrontale cortex en cerebellum) - epigenetische signature van netwerk van genen - GWAS-loci en ontwikkeling van hersenen
Epigenetische mechanismen dragen bij aan : - Overgewicht: - In vetweefsel van obesen, voor en na maagverkleining - epigenetische signature van netwerk van genen - GWAS-loci gevonden voor overgewicht (obesity genes) - Associeert met obesitas en met gewichtsverlies gedurende behandeling - Plasticiteit/reversibel - Mapping en Mechanistisch en onderzoek noodzakelijk
Early exposure Efect on Developmental setpoints Epigenetic Control Late Effects on health and lifespan