幾十年來，DNA一直被認為是決定生命遺傳信息的核心物質，但是近些年的研究表明，生命遺傳信息從來就不是基因所能完全決定的，比如科學家們發現，可以在不影響DNA序列的情況下改變基因組的修飾，這種改變不僅可以影響個體的發育，而且還可以遺傳下去。這種在基因組的水平上研究表觀遺傳修飾的領域被稱為“表觀基因組學”。

2008年早期，美國國家衛生研究院NIH宣布了一項涉及1.9億元，時間長達5年的表觀遺傳學項目。今天這些努力開始初見成效，NIH共同基金與一些私人研究機構已經資助了68項表觀遺傳學項目，獲得了52份表觀遺傳圖譜（不同細胞類型DNA甲基化和組蛋白修飾圖譜），而且更重要的是，通過這些研究，我們獲得了大量新型表觀遺傳學和表觀基因組學的分析技術，令我們更清楚的了解了基因組水平上細胞內發生的事件。正如NIH共同基金辦公室主任James Anderson所說的那樣，這些才是花費上百萬美元的真正收獲。

由此Science雜志特以“Epigenomics: The New Technologies of Chromatin Analysis”為題，總結概況了這些技術，文章分為甲基化分析，組蛋白分析，以及分離分選技術。

前文：Science總結染色質檢測新技術：甲基化篇

組蛋白分析

美國NIH表觀遺傳基因組學項目的另外一項資助給了北卡羅萊納州大學醫學院的Brian Strahl副教授，通過與其同事陳冼（Xian Chen，音譯）的合作，Strahl發現了新型表觀遺傳標記。

“我們希望解決的問題之一，就是了解是否還有一些未被發現的組蛋白修飾新位點，”Strahl解釋道，“這很重要，因為要真正理解表觀基因組學，甚至表觀遺傳學，必須首先要了解組蛋白所有的修飾是如何開始的。”

換句話說，在不知道哪里出現了修飾的情況下，是無法繪制這些修飾的，這有兩種情況：新位點的已知修飾，和新修飾類型。

為了找到這兩種類型，許多研究人員采用了質譜的方法。比如，Strahl等人就利用了Bruker Daltonics公司的傅里葉變換離子回旋共振（FT-ICR）質譜儀，完成了top-down蛋白質組學分析，在釀酒酵母中發現了組蛋白H2B賴氨酸37出現了一個之前未被發現的修飾。

“我們發現了這個特殊的賴氨酸”，Strahl說，“但是不幸的是，我們無法將其與任何特殊生物學現象聯系在一起，這只是一個新修飾而已”。

當然這并不是說這個修改不重要，“細胞花費了這么多ATP，在這個殘基上加入了這樣一個特定修飾，那肯定是有它的理由的”。

此外這項研究還顯示有一種被稱為UHRF1的蛋白參與了表觀遺傳學標簽的維持。UHRF1是一種重要的表觀遺傳學調控因子，在確保DNA甲基化正確復制、調控異染色質功能和基因表達中發揮著重要的作用。

在另外一項研究中，科學家們還發現了一些全新的修飾：來自芝加哥大學的趙英明教授利用高通量質譜分析方法，在組蛋白上發現了幾種新型翻譯后修飾，包括2007年發現的賴氨酸丙酰化和丁酰化butyrylation，以及2011年發現的crotonylation，還有2012年發現的賴氨酸琥珀酰化succinylation和malonylation。

目前趙英明研究員也在中國科學院上海藥物所任職，是目前世界上發現蛋白質新修飾最多的實驗室。

趙英明研究組針對賴氨酸巴豆酰化crotonylation修飾的研究，實際上可以作為研究人員要分析計算機到底告訴了我們什么信息的一個范例，因為趙等在這項研究中所進行的認真分析使其獲得了一項重要的發現，也發表了一篇Cell文章。

當時，趙英明研究組已經發現了賴氨酸的butyrylation修飾，為了能繪制出這些修飾位點，研究人員利用先進的Thermo Scientific的LTQ Orbitrap Velos系統，進行了深入研究。通常這種類型的研究，研究人員主要是依賴于計算機來篩選數據，并分析可能出現修飾的離子質量。這要是通過手工來完成，顯然太費時費力了。但是由于計算機也會出現錯誤，因此這一研究組進行了兩次檢查。

當他們檢查到頻譜分配的時候，發現了一些數據不能完全匹配，他們并沒有放過這個細節，由此發現了一種新修飾：巴豆酰化。

之后研究組成員利用一種自制的“pan-crotonyl”抗體，通過ChIP-seq追蹤了基因組中這一標記的分布，發現了其與轉錄起始位點，增強子，激活基因有關，而且“也在減數分裂后雄性生殖細胞的基因表達重編程中扮演了重要角色”，他說。