Personalized Epigenomic Signatures That Are Stable Over Time and Covary with Body Mass Index — Sci TM

Sci Transl Med 15 September 2010:
Vol. 2, Issue 49, p. 49ra67
DOI: 10.1126/scitranslmed.3001262
Research Article
Personalized Epigenomic Signatures That Are Stable Over Time and Covary with Body Mass Index
Andrew P. Feinberg1,2,*†, Rafael A. Irizarry1,3,*, Delphine Fradin1,2,*‡, Martin J. Aryee1,4, Peter Murakami1,2, Thor Aspelund5,6, Gudny Eiriksdottir5, Tamara B. Harris7, Lenore Launer7, Vilmundur Gudnason5,6 and M. Daniele Fallin1,8,†
+ Author Affiliations

1Center for Epigenetics, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, MD 21205, USA.
2Department of Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD 21205, USA.
3Department of Biostatistics, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Baltimore, MD 21205, USA.
4Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21205, USA.
5Icelandic Heart Association, Kopavogur 201, Iceland.
6University of Iceland, Reykjavik, Iceland.
7Intramural Research Program, National Institute of Aging, Bethesda, MD 21205, USA.
8Department of Epidemiology, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Baltimore, MD 21205, USA.

†To whom correspondence should be addressed. E-mail: dfallin@jhsph.edu (M.D.F.); afeinberg@jhu.edu (A.P.F.)

Abstract
The epigenome consists of non–sequence-based modifications, such as DNA methylation, that are heritable during cell division and that may affect normal phenotypes and predisposition to disease. Here, we have performed an unbiased genome-scale analysis of ~4 million CpG sites in 74 individuals with comprehensive array-based relative methylation (CHARM) analysis. We found 227 regions that showed extreme interindividual variability [variably methylated regions (VMRs)] across the genome, which are enriched for developmental genes based on Gene Ontology analysis. Furthermore, half of these VMRs were stable within individuals over an average of 11 years, and these VMRs defined a personalized epigenomic signature. Four of these VMRs showed covariation with body mass index consistently at two study visits and were located in or near genes previously implicated in regulating body weight or diabetes. This work suggests an epigenetic strategy for identifying patients at risk of common disease.

Footnotes
↵* These authors contributed equally to this work.

↵‡ Present address: INSERM, Paris 75014, France.

Citation: A. P. Feinberg, R. A. Irizarry, D. Fradin, M. J. Aryee, P.Murakami, T. Aspelund, G. Eiriksdottir, T. B. Harris, L. Launer, V. Gudnason, M. D. Fallin, Personalized epigenomic signatures that are stable over time and covary with body mass index. Sci. Transl. Med. 2, 49ra67 (2010).

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Personalized Epigenomic Signatures That Are Stable Over Time and Covary with Body Mass Index — Sci TM





OBESIDAD
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El riesgo de obesidad podría estar relacionado con cambios químicos en el ADN
JANO.es y agencias · 16 Septiembre 2010 11:01

El hallazgo permitiría identificar a los individuos con altas probabilidades de desarrollar el trastorno antes de que aparezca.




Los cambios químicos o epigenéticos en el ADN podrían estar asociados con ciertos factores de riesgo de la obesidad, en particular el índice de masa corporal, según un estudio de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, Estados Unidos, que se publica en la revista Science Translational Medicine.

El desarrollo de pruebas para estos cambios químicos en el ADN, conocidos como metilación del ADN, podría ayudar a los médicos a identificar a los individuos bajo riesgo de obesidad mucho antes y modificar la dieta o la actividad a edades jóvenes antes de que aparezca el trastorno.
La mayoría de estudios genéticos de la enfermedad se han centrado en el lenguaje escrito del ADN, la secuencia de ADN, con un éxito parcial en el descubrimiento de genes para las enfermedades comunes.

Sin embargo, en este estudio, los científicos, dirigidos por Andrew Feinberg, pusieron en práctica un método distinto al medir los cambios epigenéticos o químicos en el ADN que no se encuentran contenidos en la secuencia de ADN en sí misma, pero que controlan cuándo y cómo se activan y desactivan los genes.

Huella epigenética
Uno de estos cambios químicos es la adición de una pequeña etiqueta -llamada grupo metilo-, en una de las bases que constituyen el código de ADN. Las etiquetas de grupo metilo en el ADN de los humanos y otros mamíferos juegan un importante papel en la determinación de qué genes se expresan y cuáles no.

Los autores descubrieron que las personas que portan etiquetas de grupo metilo distintivas en su ADN permanecen estables a lo largo del tiempo. Estas etiquetas actúan como una ‘huella epigenética', capaz de distinguir una persona de otra. Además, en algunas partes del genoma, esta firma epigenética podría estar asociada con el índice de masa corporal, una medida de obesidad.

En su experimento, los investigadores midieron la metilación del ADN en el genoma de 74 individuos a partir de dos muestras, cada una obtenida con una distancia de 11 años entre sí. Los científicos estudiaron estas muestras en busca de regiones variables en la metilación de ADN, áreas del genoma que tienen cambios en la metilación mayores de los esperados.

Los investigadores identificaron 227 localizaciones con variabilidad en la mutilación y mostraron que mientras que algunas localizaciones cambiaban más a lo largo de los años, muchas otras eran estables. En concreto, los investigadores descubrieron metilación estable del ADN en 13 genes que se conocen por su asociación con la obesidad y la diabetes.


Sci Transl Med 15 September 2010, Vol. 2, Issue 49, p. 49ra67; doi: 10.1126/scitranslmed.3001262
Personalized Epigenomic Signatures That Are Stable Over Time and Covary with Body Mass Index — Sci TM

Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins
Johns Hopkins Medicine, based in Baltimore, Maryland

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