组蛋白乙酰化/去乙酰化与基因表达调控研究进展

在真核生物中,组蛋白是构成核小体的重要成分,其乙酰化与去乙酰化修饰在真核生物基因表达调控中起重要作用。组蛋白乙酰化异常(低乙酰化或高乙酰化)常会引起基因表达紊乱,进而引起疾病的发生。对组蛋白乙酰转移酶(Histone acetyltransferase,HAT)及组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase,HDAC)的种类,组蛋白乙酰化与去乙酰化与基因表达调控、疾病发生的关系进行了综述。     

组蛋白去乙酰化酶在哮喘中的作用

组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase,HDAC）是广泛存在于真核细胞中的一类蛋白酶,通过去乙酰化组蛋白及部分非组蛋白参与调控细胞代谢、炎症基因调控等一系列的病理生理过程。HDAC抑制剂作为治疗肿瘤临床用药已有多年,近年来HDAC抑制剂作用于哮喘模型的研究越来越多,提示HDAC可能作为哮喘的一种新的靶向治疗药物。本文就HDAC及其抑制剂在哮喘中的作用作一综述。     

哺乳动物体细胞核移植后核重编程的研究进展

介绍了核移植后核重编程的机制,并讨论了核移植重编程中DNA甲基化和组蛋白乙酰化对核移植胚胎的影响。     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂与疾病治疗的研究进展

综述了几种组蛋白去乙酰化酶抑制剂(Histone deacetyltransferase inhibitor,HDACI)及其疗效,以及治疗机理和治疗策略。     

表观重编程与体细胞克隆动物异常

从表观重编程的两大主要机制(DNA甲基化和组蛋白乙酰化)入手,对体细胞克隆动物的表观重编程异常展开了综述。     

组蛋白乙酰化对灵芝生长、灵芝多糖和灵芝酸生物合成的影响

【目的】组蛋白乙酰化修饰对真菌生长发育和次级代谢合成具有重要的调控作用。研究组蛋白乙酰化对静置培养的灵芝生长发育和主要代谢物合成的影响,为表观遗传手段提高灵芝多糖和灵芝酸生物合成提供理论依据。【方法】采用液体振荡-静置两阶段法培养灵芝。在静置培养阶段添加不同浓度（0、0.6、60、120和180 μmol·L ^-1）辛二酰苯胺异羟肟酸（SAHA）,采用常规方法测定或观察灵芝生物量、糖消耗、上层菌丝膜形成、菌丝体形态、灵芝孢子生成以及灵芝酸和灵芝多糖生物合成,利用蛋白免疫印迹技术测定灵芝组蛋白乙酰化水平;利用qRT-PCR技术对灵芝多糖（ugp、gls和pgm）、灵芝酸（hmgr、sqs、se和ls）生物合成关键基因以及灵芝全局调控因子相关基因（vet和LaeA）进行表达分析。【结果】SAHA处理使灵芝组蛋白H4乙酰化水平提高,最高为对照组的1.6倍;抑制了灵芝菌丝体生长和色素产生,改变了菌丝体的形态。灵芝孢子的形成也受到抑制,且SAHA浓度越大,抑制程度越明显。SAHA处理显著增加了灵芝多糖的产量,最高增加50%;灵芝酸生物合成受到抑制,与对照相比降低13%—27%;qRT-PCR分析结果表明SAHA处理下灵芝多糖与灵芝酸合成关键酶基因表达均有不同程度上调,其中灵芝多糖合成关键酶基因提升1.5—3.5倍,灵芝酸合成关键酶基因提升1.8—12.1倍;灵芝全局性调控因子vet和LaeA的表达被抑制,仅为对照组的11.30%—62.4%。【结论】组蛋白乙酰化可通过灵芝全局调控因子调控灵芝生长发育进而影响灵芝酸生物合成,同时组蛋白乙酰化对灵芝多糖生物合也有影响。     

组蛋白分子伴侣CAF-1与DNA损伤修复相关研究进展

DNA的完整稳定是真核生物正常生命活动的基础,为了保证自身基因结构的稳定,生物体进化出了完整的DNA损伤反应(DDR)系统及应对各种损伤的修复系统.染色质作为生物遗传信息的承载,它的动态调节对包含DAN复制、转录、重组和修复等生物学过程在内的生命活动至关重要.组蛋白分子伴侣以不依赖ATP的方式在染色质组织中发挥着关键作用,影响着染色质的动力学变化.有研究表明,H3-H4组蛋白分子伴侣CAF-1在染色质相关的DNA损伤修复中发挥着一定作用.就近年来对CAF-1、DNA损伤修复及两者相关性的研究进行探讨,并对DNA损伤修复的深入研究进行展望.     

美伐他汀产生菌桔青霉表观遗传调控基因RpdA的克隆及生物信息学解析

为从表现遗传调控的角度对美伐他汀产生菌桔青霉进行分子操作和遗传育种,克隆桔青霉表观遗传调控基因组蛋白去乙酰化酶基因RpdA,对多种真菌的组蛋白去乙酰化酶编码基因序列比较分析,设计简并引物,以桔青霉cDNA和DNA为模板,结合3'-race技术,克隆获取RpdA基因的全长序列,并对其蛋白结构进行生物信息学分析.研究发现:RpdA基因长2 072 bp(GenBank登录号:KC417298),含4个外显子和3个内合子,cDNA开放阅读框长为1 092 bp(GenBank登录号:KC417296),编码639个氨基酸,蛋白结构显示了较为保守的组蛋白去乙酰化酶ClassI家族结构特征.     

转录组分析组蛋白去乙酰化酶抑制剂TSA对毛白杨悬浮细胞表达谱的影响

组蛋白去乙酰化酶HDAC具有调节细胞增殖、诱导细胞分化、凋亡的作用, 是近年生物学研究热点之一, 而在木本植物方面的作用却鲜有报道。目的本实验用组蛋白去乙酰化酶抑制剂曲古抑菌素A(Trichostatin A, TSA)对杨树悬浮细胞进行处理, 通过改变细胞的组蛋白乙酰化水平, 来探讨其对基因表达谱变化的影响。方法用0.5 μmol/L的TSA处理悬浮细胞, 10 d后收集材料用于RNA-Seq分析, 比较经过TSA处理与对照组的悬浮细胞之间转录组表达差异情况。结果通过显微镜观察发现, 对照组细胞呈均匀椭圆形, 而经过TSA处理后的细胞出现圆形及长条形细胞。通过转录组分析得到4 465个差异表达基因(DEGs), 其中2 363个基因上调, 2 102个基因下调。差异表达基因主要富集在细胞周期、苯丙素生物合成、细胞壁结构成分和乙酰化相关等途径。结论通过分析TSA处理和对照组的悬浮细胞基因表达差异, 发现TSA通过影响组蛋白乙酰化水平直接或间接影响细胞生长、细胞壁组分和细胞周期的相关基因, 为认识组蛋白乙酰化对植物生长发育的影响提供依据。      

同步化处理后小鼠成纤维细胞表观遗传水平的相对定量分析

供体细胞的同步化处理可能改变其表观遗传特性,进而影响胚胎的克隆效率。研究同步化处理对小鼠胎儿成纤维细胞(mouse embryonicf ibroblasts,MEFs)组蛋白H3K9甲基化、乙酰化及组蛋白H3K4单甲基化、三甲基化表达的影响。分离培养MEFs,增殖稳定的第3代MEFs分别用5mL/L血清饥饿处理4d或15mL/LDM-SO处理2d使细胞处于增殖抑制期,通过免疫组化染色和Image-J图像处理软件,相对定量比较不同处理情况下组蛋白H3K9甲基化、乙酰化和组蛋白H3K4单甲基化、三甲基化变化情况。Ki-67染色检测结果表明,两种同步化处理可使细胞处于G0期或G1期。DMSO处理使MEFs组蛋白H3K9乙酰化表达水平升高,而5mL/L血清饥饿处理则使其表达水平下降;此外,两种同步化处理均导致组蛋白H3K9甲基化和H3K4单甲基化表达下降,但不影响组蛋白H3K4三甲基化的表达水平。研究结论表明:同步化处理可改变MEFs组蛋白乙酰化和甲基化表达水平,进而有可能影响胚胎克隆效率。     

组蛋白修饰在水稻中的研究进展

作为表观遗传学研究的重要内容,组蛋白修饰在维持真核生物基因组稳定性、基因表达调控和染色质结构等方面发挥重要作用.水稻是重要的粮食作物,也是科学研究的模式植物.近年来研究发现,组蛋白修饰参与了水稻生长发育、胁迫应答、产量以及品质形成等重要生物学性状的调控.因此,明确组蛋白修饰在水稻中的遗传和调控机制对于水稻遗传改良具有重...     

Yeast Rtt109 promotes genome stability by acetylating histone H3 on lysine 56

Posttranslational modifications of the histone octamer play important roles in regulating responses to DNA damage. Here, we reveal that Saccharomyces cerevisiae Rtt109p promotes genome stability and resistance to DNA-damaging agents, and that it does this by functionally cooperating with the histone chaperone Asf1p to maintain normal chromatin structure. Furthermore, we show that, as for Asf1p, Rtt109p is required for histone H3 acetylation on lysine 56 (K56) in vivo. Moreover, we show that Rtt109p directly catalyzes this modification in vitro in a manner that is stimulated by Asf1p. These data establish Rtt109p as a member of a new class of histone acetyltransferases and show that its actions are critical for cell survival in the presence of DNA damage during S phase.     

CHD1 motor protein is required for deposition of histone variant H3.3 into chromatin in vivo

The organization of chromatin affects all aspects of nuclear DNA metabolism in eukaryotes. H3.3 is an evolutionarily conserved histone variant and a key substrate for replication-independent chromatin assembly. Elimination of chromatin remodeling factor CHD1 in Drosophila embryos abolishes incorporation of H3.3 into the male pronucleus, renders the paternal genome unable to participate in zygotic mitoses, and leads to the development of haploid embryos. Furthermore, CHD1, but not ISWI, interacts with HIRA in cytoplasmic extracts. Our findings establish CHD1 as a major factor in replacement histone metabolism in the nucleus and reveal a critical role for CHD1 in the earliest developmental instances of genome-scale, replication-independent nucleosome assembly. Furthermore, our results point to the general requirement of adenosine triphosphate (ATP)-utilizing motor proteins for histone deposition in vivo.     

Control of genic DNA methylation by a jmjC domain-containing protein in Arabidopsis thaliana

Differential cytosine methylation of repeats and genes is important for coordination of genome stability and proper gene expression. Through genetic screen of mutants showing ectopic cytosine methylation in a genic region, we identified a jmjC-domain gene, IBM1 (increase in bonsai methylation 1), in Arabidopsis thaliana. In addition to the ectopic cytosine methylation, the ibm1 mutations induced a variety of developmental phenotypes, which depend on methylation of histone H3 at lysine 9. Paradoxically, the developmental phenotypes of the ibm1 were enhanced by the mutation in the chromatin-remodeling gene DDM1 (decrease in DNA methylation 1), which is necessary for keeping methylation and silencing of repeated heterochromatin loci. Our results demonstrate the importance of chromatin remodeling and histone modifications in the differential epigenetic control of repeats and genes.