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。     

赭曲霉毒素A对HEK293细胞DNA和组蛋白甲基化修饰酶的影响

探讨了赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)诱导HEK293细胞整体基因组DNA甲基化和组蛋白H3K9甲基转移酶活性变化的剂量效应及可能的调控机制。结果表明,OTA抑制了HEK293细胞的生长,降低了整体基因组DNA甲基化水平,并呈剂量效应关系。随OTA暴露剂量的增加,DNA甲基化转移酶DNMT1 mRNA表达量降低。且本研究首次探究了OTA对组蛋白H3K9甲基化修饰酶的影响。结果显示,OTA引起组蛋白H3K9甲基转移酶活性升高,且H3K9甲基化修饰酶G9a和SETDB1 mRNA表达量在高剂量OTA暴露时显著升高。OTA可能分别通过调控DNMT1、G9a及SETDB1使整体基因组DNA甲基化水平降低和H3K9甲基转移酶活性升高,这可能是OTA导致肾毒性的表观遗传机制。     

H3K4me3对猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育的影响

哺乳动物卵母细胞的成熟与组蛋白甲基化修饰密切相关. CPI-455是一种组蛋白去甲基化酶抑制剂,可特异性抑制组蛋白去甲基转移酶KDM5A/B的活性,提高H3K4me3(组蛋白H3第4位赖氨酸三甲基化)的表达水平.本实验在猪卵母细胞体外成熟过程中添加CPI-455,探究H3K4me3组蛋白甲基化对猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育的影响.首先,用不同浓度CPI-455在不同时间处理猪卵母细胞,发现在0～22 h添加5μmol CPI-455的处理方法效果最佳,卵母细胞成熟率与囊胚形成率均显著高于未处理组(p0.05). 0～22 h添加5μmol CPI-455处理卵母细胞显著提高了囊胚中H3K4me3的表达(p0.05),降低了卵母细胞中KDM5A和KDM5B的表达(p0.05),并且显著提高了囊胚中Nanog,Oct4,CDX2等多能性基因的表达(p0.05). CPI-455处理可以通过降低卵母细胞中相关基因的表达,上调囊胚中多能性基因的表达,调控H3K4me3的甲基化水平,从而促进猪卵母细胞体外成熟和早期胚胎发育.     

动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3的生物信息学分析(英文)

[目的]对动物组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3进行生物信息学分析,从而探寻其相对保守的进化过程以揭示组蛋白H3K4三甲基化转移酶MLL3在在人类癌症的中的作用。[方法]利用生物信息学的方法,对小鼠MLL3的基因结构、氨基酸序列、系统进化树、染色体定位和共线性等问题进行分析。[结果]编码合成的小鼠MLL3蛋白质一级结构包括7个锌指结构域、1个HMG-box(高迁移率族蛋白)、1个FYRN(N-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个FYRC(C-末端富含苯丙氨酸或酪氨酸区域)、1个SET域和1个postSET域;从序列对比和同源性上发现,该研究中的19种动物都基本上具有这些结构,说明这些结构在进化上是相对保守的,其中SET域具有高度的保守性,是维持组蛋白甲基化酶活性所必须的;从系统发生上看,19种动物在进化树上的位置与其分类地位相一致;在共线性分析中,虽然小鼠和人的MLL3基因位于不同的染色体上,但其上游和下游具有相同的基因,说明小鼠和人的MLL3基因具有共线性。[结论]不仅揭示了MLL3的核苷酸序列及其氨基酸序列的一级结构,为以后研究其高级结构和蛋白质的功能奠定了基础;同时也为后期进行小鼠MLL3基因的引物设计、启动子分析、基因的克隆、定位和表达的调控模式研究奠定了基础。     

FSH处理对猪颗粒细胞中类固醇合成酶基因的表达及其调控区组蛋白H3修饰的影响

【目的】研究FSH处理对猪卵巢颗粒细胞类固醇合成酶、垂体激素受体、凋亡相关等基因表达的影响及此过程中组蛋白H3修饰的变化情况。【方法】首先,采集猪卵巢组织并用注射器抽取方法收集卵泡颗粒细胞,用含血清体系体外培养颗粒细胞至贴壁,血清饥饿16h后用终浓度5IU·mL~(-1)的FSH处理24h,并收集细胞。其次,提取细胞m RNA,采用qRT-PCR方法检测类固醇合成酶(STAR、CYP11A1、HSD3B和CYP19A1)、垂体激素受体(FSHR和LHR)、凋亡相关基因(XIAP和Fas L)m RNA的表达变化,最后,相同处理后固定细胞,采用染色质免疫沉淀结合q PCR(Ch IP-q PCR)方法检测类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B上游转录调控区组蛋白H3修饰(H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac)状况。【结果】5IU·mL~(-1)的FSH处理引起类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B分别为2倍(P0.01)、2.8倍(P0.01)和3.6倍(P0.05)的显著上调,而CYP11A1表达水平没有显著变化;FSH处理对垂体激素受体FSHR、LHR和凋亡相关基因XIAP、Fas L影响不显著。在上调的三个类固醇合成酶基因中,HSD3B调控区组蛋白H3修饰变化最为显著,H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac结合分别有14.7倍(P0.01)、13.6倍(P0.01)、19.7(P0.01)倍和2.5倍(P0.05)的显著上调;STAR基因调控区的H3K9ac在处理后有11.1倍的显著下降(P0.05);CYP19A基因调控区的H3K4me3和H3K9ac分别有0.5倍的上调(P0.01)和10.4倍(P0.01)的下降,其余组蛋白修饰在处理前后没有显著变化。【结论】FSH处理24h对颗粒细胞类固醇合成酶基因转录有显著上调作用,对其转录过程有H3组蛋白修饰参与,组蛋白修饰模式具有基因特异性。垂体激素受体和凋亡相关基因的应答可能需要FSH和其他因素的联合作用。     

组蛋白H2B泛素化修饰研究进展

组蛋白翻译后修饰包括乙酰化、磷酸化、甲基化、泛素化和糖基化等。其中,组蛋白泛素化可能与基因的转录调控、异染色质的基因沉默、DNA修复等有关。笔者介绍了组蛋白H2B的泛素化机制及其意义。     

鸡卵泡颗粒层组蛋白H3K4me3和H3K27me3的表达研究

卵母细胞成熟过程受组蛋白H3K4me3(trimethylation of lysine 4 on histone 3)和H3K27me3(trimethylation of lysine 27 on histone 3)及其相关的甲基化和去甲基化酶的调控，因此考虑对鸡的卵泡发育也存在一定的影响。选取“苏禽3号”配套系第一母本为研究对象，采用Western blot法探究组蛋白H3K4me3和H3K27me3在鸡卵泡不同发育阶段颗粒层中蛋白的表达模式。结果表明：在苏禽3号卵泡颗粒层中，组蛋白H3K4me3在卵泡发育不同阶段表达模式呈降低→升高→降低→升高的波浪形趋势，波浪变化较为平缓，在F5、F2和F1 3个表达高点的表达量与SWF(small white follicle)、LWF(large white follicle)、SYF(small yellow follicle)和F3 4个表达低点的表达差异显著（P<0.05）。组蛋白H3K27me3在不同发育阶段表达模式亦呈波浪形表达趋势，波浪变化起伏较明显，在SWF、SYF和F33个表达高点的表达量与F5、F4、F1和F2 4个表达低点的表达差异显著（P<0.05）。相关性分析显示，组蛋白H3K4me3与H3K27me3在不同发育阶段卵泡颗粒细胞中的表达呈较强的负线性相关(R=-0.808，P=0.000)。结果提示：组蛋白H3K4me3和H3K27me3在不同发育阶段卵泡颗粒层中的表达具有组织差异性，呈负相关的动态修饰性，可能共同协调卵泡生长过程中各基因的表达与功能，研究结果为鸡繁殖性状调控机理提供了理论依据。     

植物春化记忆与FLC染色质改变

春化记忆在植物发育开花过程中起着非常重要的作用。拟南芥春化细胞的记忆来源于FLC染色质结构的改变。组蛋白H3在Lys-4的三甲基化和组蛋白的乙酰化作用与FLC的激活表达有关。组蛋白的去乙酰化作用和组蛋白H3在Lys-9和Lys-27上的三甲基化参与FLC的抑制作用。本文对此方面进行了综述。     

组蛋白甲基化对酿酒酵母铁离子代谢平衡基因表达的影响

为了解组蛋白化学修饰在铁离子代谢平衡相关基因表达调控中的作用,在酿酒酵母中通过敲除铁硫簇合成基因YFH1激活铁离子代谢平衡相关基因,并在此基础上敲除组蛋白甲基化酶基因,然后通过RNA测序检测组蛋白甲基化在铁离子代谢平衡相关基因激活中的作用。结果显示,酿酒酵母中组蛋白甲基化的缺失并没有显著影响铁离子代谢平衡通路相关基因的激活,表明组蛋白甲基化在铁离子代谢平衡基因的激活调控中并不是必须的。     

植物DNA甲基化与转基因沉默

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,植物DNA甲基化及其引起的转基因沉默现象的研究对植物基因工程领域的发展有着举足轻重的作用。介绍了植物DNA甲基化作用机理及其过程中至关重要的3种胞嘧啶甲基转移酶：MET1甲基转移酶家族、染色质甲基化酶（CMT）和结构域重排甲基转移酶（DRM）,并阐述了植物DNA甲基化的相关机制,包括RNA介导的DNA甲基化（RdMD）、组蛋白修饰与DNA甲基化和DNA去甲基化。通过分析植物转基因沉默现象与DNA甲基化的关系,提出了克服由DNA甲基化引起的转基因沉默的相关对策。