Epigenetisch onderzoek bestudeert overerfbare veranderingen in de werking van het genoom, die plaatsvinden zonder wijzigingen in de DNA-reeks. Centrale gedachte hierbij is dat er een epigenetische code bestaat die een belangrijke uitbreiding vormt op de informatie van de genetische code. In de kern van bijna alle eukaryote cellen is het DNA sterk opgevouwen en opeengepakt met histon- en niet-histon-eiwitten in een dynamisch complex, chromatine genaamd. Diverse biochemische modificaties van het chromatine (zoals bijvoorbeeld DNA-methylering, histon-acetylering, -methylering of -fosforylering) kunnen reageren op prikkels van buitenaf en regelen patronen van genexpressie.

Het Epigenome NoE heeft een ambitieus onderzoeksprogramma vormgegeven rond acht thema's, zich uitstrekkend van modificaties van chromatine tot ziekten. De kracht van dit onderzoeksprogramma ligt in de concentratie op moleculaire mechanismen, gebruikmakend van complementaire celsystemen en organismen. Puttend uit de ervaring van de NoE-deelnemers en voortbouwend op bestaande samenwerkingsverbanden, zullen enkele van de grote vragen in het moderne epigenetische onderzoek worden aangepakt. De uitkomsten van epigenetisch onderzoek zullen dieper inzicht brengen op het gebied van stamcellen, kanker en veroudering, en mogelijk grote gevolgen hebben voor de landbouw en de geneeskunde.