小鼠原始生殖细胞迁移过程中H2A.Z的表达

小鼠原始生殖细胞(PGCs)迁移、增殖、性别分化都受着基因组和DNA表观遗传修饰的调控,H2A.Z与转录激活有关,可能与表观遗传修饰存在联系,通过PGCs单细胞及组织石蜡切片的免疫荧光方法进行研究。结果表明,PGCs在迁移过程中,8.5 dpc时PGCs中不存在H2A.Z;迁移至生殖嵴时H2A.Z主要集中于细胞核,11.5dpc整个PGCs细胞核和细胞质都存在;13.5 dpc雌性的卵母细胞中H2A.Z主要集中于细胞质,而精原细胞中H2A.Z偏向集中于细胞核。综合基因组和DNA表观遗传修饰分析,H2A.Z的表达与其有密不可分的联系。     

H2A.X在不同时期小鼠原始生殖细胞核质区分布

以小鼠为研究对象,研究H2A.X在不同时期原始生殖细胞(PGCs)核质区的分布。结果表明:PGCs在迁移过程中,8.5、10.5、11.5dpc时H2A.X在PGCs细胞核和细胞质中呈弥散分布;13.5dpc时H2A.X在PGCs细胞核和细胞质中均有分布,但雌性小鼠PGCs中H2A.X主要集中于细胞核,而雄性主要集中于细胞质。结果提示H2A.X在PGCs中的表达可能与其性别分化后精原细胞和卵母细胞的细胞周期维持密不可分。     

进入生殖嵴前PGCs中H2A变体的分布

小鼠原始生殖细胞进入生殖嵴之前经历细胞迁移、大量繁殖。为进一步解分子调控机制,文章通过组织石蜡切片免疫荧光染色和单细胞免疫荧光染色技术,对8.5、10.5 dpcPGCs中组蛋白H2A变体MacroH2A、H2A.Z、H2A. X的分布情况进行研究。结果表明,8.5~10.5 dpc,H2A.Z在PGCs中的表达明显递增,10.5 dpc PGCs中H2A.Z的表达主要集中于细胞核;而MacroH2A和H2A.X在此过程中无明显变化,在细胞质和细胞核中弱表达。综合分析发现,8.5~10.5 dpc PGCs中H2A.Z可能是装配核小体的主要变体,PGCs大量繁殖可能有H2A.Z的参与。     

H2A变体在小鼠不同时期雄性生殖细胞核质区的分布

【目的】了解小鼠雄性生殖细胞中macro H2A、H2A.Z和H2A.X 3种组蛋白变体变化与其发育特征间的联系,为揭示原始生殖细胞（PGCs）的发育机理及其分子调控机制奠定基础。【方法】以C57BL/6J小鼠胚胎的中肾和生殖嵴为试验材料,通过免疫荧光染色技术检测11.5dpc、12.5dpc和13.5dpc不同发育时期含有PGCs的组织石蜡切片及单细胞中macro H2A、H2A.X和H2A.Z变体的分布情况。【结果】macro H2A变体在11.5dpc胚胎时主要存在于细胞质中,12.5dpc时在细胞质中的表达增强,但进入生殖嵴后（13.5dpc）表达消失;H2A.X变体在11.5dpc和12.5dpc时存在于PGCs的核质区,13.5dpc时主要存于细胞质,且呈聚集分布;H2A.Z变体在11.5dpc时在PGCs的核质区均有存在,12.5dpc和13.5dpc时主要分布在细胞核,且表达明显增强。【结论】随着PGCs的不断迁移、增殖与分化,macro H2A、H2A.X和H2A.Z 3种组蛋白H2A变体在细胞核质区的分布及表达情况也发生变化,即H2A变体分布特征与PGCs的性别分化及其有丝分裂停止相关。     

3种H2A变体在卵原及前体细胞中的分布研究

通过组织石蜡切片和单细胞免疫荧光染色及定量PCR技术,对卵原及前体细胞中组蛋白H2A变体macroH2A、H2A.Z、H2A.X的分布情况进行了研究。结果表明:12.5 dpc细胞中3种组蛋白H2A变体荧光强度减弱,macroH2A在11.5 dpc、12.5 dpc的细胞质中表达,有少量沉积,13.5 dpc细胞质中macroH2A沉积明显增多。H2A.X在11.5 dpc、12.5 dpc细胞核质中弥散分布,13.5 dpc时主要集中于细胞核表达。H2A.Z在11.5 dpc细胞核质区都有表达,在12.5 dpc细胞质内表达减弱的同时细胞核中表达增强,13.5 dpc时主要集中在细胞质中表达。不同时期组蛋白H2A 3种变异体定量PCR结果与免疫荧光技术分析结果一致。由此推断,组蛋白H2A变体的分布可能与细胞的性别分化及减数分裂相关。     

H2A变体在卵原细胞及其前体细胞核质区的分布

小鼠卵原细胞发育之前经历细胞的迁移、大量繁殖和性别分化,为了进一步了解分子调控机制,通过组织石蜡切片免疫荧光染色和单细胞免疫荧光染色技术,对配种时间为11.5d、12.5d和13.5d卵原细胞及其前体细胞,组蛋白H2A变体MacroH2A、H2A.Z、H2A.X的分布情况进行研究。结果表明,配种时间为12.5d细胞中3种组蛋白H2A变体荧光强度减弱,macroH2A在配种时间为11.5d、12.5d细胞质表达,有少量的沉积,13.5d细胞质中macroH2A沉积明显增多。H2A.X在配种时间为11.5d、12.5d细胞核和细胞质中弥散分布,13.5d主要集中于细胞核。H2A.Z在配种时间为11.5d整个细胞核和细胞质都有表达,12.5dH2A.Z在细胞质内表达减弱,细胞核出现部分沉积,13.5d细胞中H2A.Z主要集中分布于细胞质。组蛋白H2A变体的分布特征,可能与细胞的性别分化及细胞的减数分裂相关。     

小鼠原始生殖细胞迁移过程中macroH2A的表达

通过单细胞及组织石蜡切片的免疫荧光方法,探讨了小鼠原始生殖细胞(PGCs)性别分化与macroH2A的关系.结果表明:PGCs在迁移过程中,macroH2A在细胞核中的表达越来越弱,而在细胞质中的表达越来越强;到达生殖嵴性别分化结束后,雄性PGCs中macroH2A在细胞核和细胞质中基本不表达,而在雌性PGCs细胞质中发现macroH2A大量表达.据此推断,macroH2A可能与后期的DNA印记快速擦除及性别分化后细胞分裂相关.     

基于机器学习方法的拟南芥基因组DNA复制时间预测研究

【目的】基于机器学习方法,构建拟南芥基因组DNA复制时间分类器,探究与复制时间相关的表观遗传修饰,为进一步研究DNA复制时间的表观遗传调控机制提供参考。【方法】收集拟南芥全基因组的DNA复制时间数据和多种DNA表观遗传修饰特征(ChIP-Seq)数据,以及染色质开放状态(DNase-Seq)数据,先通过t-SNE初步对DNA表观遗传修饰特征数据降维来衡量DNA复制早晚的可预测性,并利用皮尔逊相关系数计算了多种DNA表观遗传特征与DNA复制时间信号两两之间的相关性,再通过构建随机森林、多类别逻辑回归和支持向量机3种分类器对DNA复制时间进行建模分析,以十折交叉验证和ROC曲线下的面积(AUC)为衡量指标,用80%的数据建模,20%的数据对模型效果进行验证。【结果】3种分类器对DNA复制时间都具有良好的预测能力,平均AUC均达0.8以上。DNA复制早期信号与RNA聚合酶Ⅱ结合信号以及染色质开放状态信号等呈正相关,而复制晚期信号则与其呈负相关。其中H3.1、H3.3、H2AW、H4K16ac、H3K36me3、H3K4me3均可能与DNA复制时间存在密切关系。【结论】拟南芥基因组DNA复制时间可以通过表观遗传修饰进行准确预测,其中对DNA复制晚期的预测最为准确;并发现了与DNA复制时间关系密切的组蛋白变体及表观遗传修饰。     

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。     

DNA甲基化作用的生物学功能

DNA甲基化作为DNA序列的修饰方式,是一种重要的表观遗传机制,能够在不改变DNA分子一级结构的情况下调节基因组的功能,在生命活动中起着重要的作用。其功能主要可归结为以下4个方面：维持基因组遗传物质的稳定性,调控基因的表达,建立表观遗传模式以及参与细胞及胚胎的形态建成。     

巴西橡胶树表观遗传研究进展

表观遗传是指在不涉及基因组DNA序列改变的情况下,基因功能发生了可逆的、可遗传的改变。研究表明,表观遗传调控在植物的生长发育及逆境胁迫应答反应中起着重要的作用。目前,表观遗传学研究主要集中在DNA甲基化、小RNA调控、组蛋白修饰、染色质重塑及基因组印迹等。与模式植物相比,橡胶树表观遗传的研究相对滞后,主要涉及DNA甲基化及miRNAs研究这2个方面。本文就橡胶树DNA甲基化及miRNAs的相关研究进行了简要综述,并对表观遗传在橡胶树中的研究前景提出展望。     

植物DNA甲基化与表观遗传

非DNA序列遗传信息的传递称为表观遗传,它不涉及基因序列的改变,不符合孟德尔式的遗传方式。其中DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要手段。简要论述了植物DNA甲基转移酶、甲基化方式、发生位置及DNA甲基化所引起的表观遗传现象。     

药用植物白术DNA提取方法的研究

为从白术叶片中提取高质量的基因组DNA，在传统CTAB法的基础上，采取先破碎细胞，将存在于细胞质中影响DNA提取质量的多酚等次生代谢物质去除后再裂解细胞核，经分离纯化，提取的DNA通过A260／A280比值测定，琼脂糖凝胶电泳和ISSR-PCR扩增检测，结果表明改良CTAB法提取的DNA纯度高，可作为ISSR分子标记的模板及用于后续分子生物学的研究。     

表观遗传在肿瘤发生、诊断及治疗中的作用

表观遗传学是一门研究在细胞核DNA序列未发生变化的情况下,基因表达及基因功能发生可逆、可遗传的变化的生物学学科。异常的表观遗传修饰能够导致肿瘤的发生。该文综述了表观遗传在肿瘤发生、诊断及治疗三方面中的作用。     

蓖麻DNA甲基转移酶序列与基因表达分析

植物DNA甲基化是与调控基因表达、保护基因组免受逆境胁迫等相关的表观遗传现象,其中关键酶DNA甲基转移酶催化DNA序列维持甲基化和从头甲基化。本研究基于蓖麻全基因组、利用生物信息学分析方法、结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析,鉴别出蓖麻DNA甲基转移酶氨基酸序列的结构特征、系统发生和表达形式。结果如下:通过同源序列BLAST从蓖麻基因组数据库中获得8个DNA甲基转移酶基因;系统进化分析将8个蛋白分为4个亚家族:2个MET同源蛋白、2个CMT同源蛋白、3个DRM同源蛋白和1个DNMT2同源蛋白,进一步发现DNA甲基转移酶在系统进化上较为保守,分化发生在单双子叶植物分化之后;亚细胞定位分析发现8个DNA甲基转移酶都定位在细胞核中;蛋白结构域比对结果显示8个蛋白的C端催化结构域都有6个保守motif参与甲基化修饰催化功能,表明蛋白具有基本的催化甲基化功能,而N端调节功能域的差异将蛋白分为四类,其中Rc DNMT2缺少N端调节结构域;结合转录组数据和RT-PCR半定量表达分析发现蓖麻DNA甲基转移酶基因(除Rc DRM2外)在发育胚乳中相对其他检测组织高表达,推测是该时期的胚乳低甲基化诱导甲基化基因高表达。该结果有助于全面了解蓖麻DNA甲基转移酶特征及为从表观遗传深入开展蓖麻品种改良具有重要理论指导作用。     

DNA甲基化在植物抗逆反应中的研究进展及其育种应用

DNA甲基化指通过对基因组DNA上的胞嘧啶的共价修饰,从而对生物遗传信息进行表观遗传水平上的调控,其在植物应对外界环境胁迫、调控基因的表达、稳定基因组等方面发挥重要作用。综述了DNA甲基化在植物抗逆反应中功能研究的最新进展及DNA甲基化的隔代遗传以及其在植物育种中的潜在应用,为从表观遗传水平上研究植物抗逆性的机理以及DNA甲基化在育种上的应用提供理论参考。     

水稻染色质重塑因子CHR729对激素代谢的影响

CHR729是水稻(Oryza sativa L.)CHD3类染色质重塑因子,广泛参与水稻生长发育进程,并影响全基因组明显表达和组蛋白修饰,测定了多种植物内源激素在chr729突变体中的含量,探讨了CHR729与激素代谢之间的联系。结果表明,在苗期地上部分和成熟期剑叶中,chr729突变体内源生长素(IAA),脱落酸(ABA),茉莉酸(JA)含量明显降低,生长素合成以及ABA合成基因的表达在chr729突变体中均呈下调表达。树脂切片结果显示,chr729突变体中茎秆成熟组织细胞明显变小,居间分生组织细胞大小无明显变化。苗期检测细胞分裂素氧化酶/脱氢酶(CKX)基因表达发现,chr729突变体中CKX1、CKX2、CKX4基因表达量升高,伴随一些位点组蛋白变体H2A.Z富集程度的上升,表明CHR729可能抑制H2A.Z在基因组上的装载,广泛参与水稻激素代谢调控。     

DNA甲基化在植物中的研究

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用.高等植物的核基因中广泛存在胞嘧啶碱基的甲基化,与内源基因的沉默存在密切的联系.对甲基化的分布、建立、维护与基因表达之间的关系等进行了阐述.     

植物DNA甲基化研究进展

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,能够有效调控基因组稳定性。为了了解DNA甲基化对植物生长发育的影响,本文归纳了近年来植物DNA甲基化的模式,总结了植物DNA甲基化的生物学功能,概括了DNA甲基化的研究方法,最后总结了植物DNA甲基化研究中存在的问题,并指明了研究方向,为后续植物基因组研究提供理论依据。     

改进亚硫酸盐测序技术研究拟南芥DNA甲基化水平

DNA胞嘧啶甲基化是一种重要的表观遗传修饰形式,在细胞增殖、分化、发育、基因组印迹、基因表达调控等过程中起着重要作用.随着对DNA甲基化研究的深入,各种DNA甲基化检测方法被开发出来满足不同类型的研究需求.通过实验建立的一种改进亚硫酸盐测序技术,将拟南芥基因组DNA经酶切纯化后,用亚硫酸盐修饰液修饰,将PCR产物克隆到pEASY-T1载体上,每个样品随机挑取15个阳性克隆,测序分析,研究拟南芥错配修复基因MutL-homologue 1 (MLH1)启动子区域的甲基化水平.结果表明:与传统亚硫酸盐测序法相比,改进方法有利于DNA完全修饰,既减少了修饰时间,又提高了PCR目的片段的特异性、稳定性和重复性;MLH1基因启动子区域甲基化比率为27.3％,而不是45.6％,避免了非甲基化位点的错认.为植物DNA甲基化分析提供了一种更为理想的研究手段.