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。     

虹鳟(Salmo gairdneri Richardson)原生殖细胞的光镜和电镜研究

本文应用光镜和电镜研究了虹鳟(Salmo gairdneri Richardson)原生殖细胞(Primordial Germ Cells,PGCs)的细胞学和超微结构特征、起源、迁移和数量变动。结果表明:1)虹鳟PGCs的鉴别特征是细胞体较大、细胞界限清楚,核较大,核仁明显,核膜外或线粒体丛间含有生殖致密体(Germinal Densc Bodies,GDBs);2)PGCs起源于原肠晚期的预定中胚层;3)PGCs向生殖腺原基的迁移是随着胚胎的形态发生运动而进行的被动过程;4)迁移期PGCs的数量为70～90个。研究发现,虹鳟PGCs中的GDBs常位于核膜孔附近,推测它可能来自核质。对虹鳟PGCs的鉴别标准、起源和迁移方式作了讨论。     

鸡胚PGCs迁移与性腺发育关系的研究

采用连续切片法进行鸡胚胎显微观察，研究鸡原始生殖细胞（PGCs）迁移特性及其与性腺发生、发育的关系。结果表明：（1）在孵化53－56h时鸡胚PGCs到达未来性腺形成区域（体腔上皮），且在PGCs到达之前，这一区域已开始增厚；孵化53－56h时，体腔上皮的脏壁层发现有PGCs，说明生殖嵴的发生亦在此期。（2）PGCs最终迁移至增厚的体腔上皮，部分体腔上皮的增厚区域趋向中肾，说明中肾和生殖的发生均有体腔上皮增厚活动的参与。（3）孵化前5d，PGCs仍保持典型特性；卵化7d后，PGCs细胞质中的糖原完全消失。（4）PGCs刚进入未来生殖腺形成区域时呈无序排列，孵化6d时大多数从中紧侧向外移动，排列于未来性腺的上皮层，此时性腺已具有雌雄分化的特征。     

山羊胚胎原始生殖细胞的分离与培养

选择受精后30～50d的关中奶山羊胎儿为材料,参照小鼠原始生殖细胞(PGCs)分离得到了山羊的PGCs,将其分别培养在STO饲养层上,或与同源山羊成纤维细胞(GEF)及山羊睾丸支持细胞(GSCs)共培养。结果表明,3种方法均能获得类EG细胞。分离得到的类EG细胞在STO饲养层上仅传4代;培养在GEF上的效果最差,传至第3代时丢失;而在GSCs上培养的效果最好,可传6代。     

鱼类的原生殖细胞

本文综述本世纪初叶以来国外关于鱼类原生殖细胞的特征，起源、迁移及其对理化因子的反应等方面的研究进展。作者指出，从发育生物学观点研究鱼类原生殖细胞在水产养殖科学中具有重要理论和实践意义，文章表明，鱼类原生殖细胞具有脊椎动物原生殖细胞的共同特征：鱼类原生殖细胞的起源和迁移在某种程度上与两栖类相似，但其现有的资料基本属于叙述性质而缺乏实验研究；鱼类原生殖细胞对一定剂量辐射作用的反应比较敏惑，热条绊可以增强鱼类原生殖细胞的热诱导辐射抗性，引用文献76篇，附图8幅、表1张。     

拟南芥应答环境变化的表观遗传学调控研究进展

概述了表观遗传学调控在应答反应中的调控作用,介绍了组蛋白变体H2A.Z在拟南芥各种应答反应中所扮演的角色,阐述了组蛋白的甲基化修饰对于拟南芥开花过程调控的重要意义,最后列举了拟南芥其他一些应答反应中的表观遗传学调控机理。     

孕鼠DEHP暴露影响胎儿早期卵母细胞H3K27me3表达的研究

本文以胎鼠卵母细胞为研究对象,分析了妊娠母鼠孕期暴露邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)对胎鼠卵母细胞早期发育过程中组蛋白甲基化修饰程度的影响,结果发现:妊娠母鼠在12.5 dpc到16.5 dpc 期间暴露40 μg/kg DEHP,第一次减数分裂前期的胎鼠雌性生殖细胞的H3K27me3表达受到了显著影响,导致H3K27me3强阳性细胞比例显著减少.该研究结果说明DEHP可通过孕鼠影响胎鼠卵母细胞早期发育过程中的组蛋白甲基化修饰.     

交配型因子和细胞质对香菇双核体中两组成型核比例的影响

    对造成香菇原生质体单核化后两种交配型单核体比例偏离1,1分离的遗传背景进行探讨.结果表明,B因子或是与B因子连锁的因子对这种偏离有明显的影响,而A因子对此影响不明显.B因子特异性不同,与之相对应的交配型单核体出现的比例亦不同,特异性越高,其对应交配型单核体在经原生质体单核化后将以较大的比例出现.参试的2个香菇菌株中4个B因子特异性顺序为B1B>3B>4B>2.双-单杂交所形成的由受体细胞质和受体、供体细胞核组成的同质异核体经原生质体单核化裂解后均与受体交配型相同的核居多,表明受体细胞质环境对双一单杂交所得异核体裂解后的核的存活和数量起着重要作用.作为供体的2个核中只有亲和力强的那个核优先迁移到受体中,形成新的异核体,即存在先导核.先导核与B因子的亲和特异性有关,特异性越高,先导核迁移速度越快.     

A histone acetyltransferase regulates active DNA demethylation in Arabidopsis

Active DNA demethylation is an important part of epigenetic regulation in plants and animals. How active DNA demethylation is regulated and its relationship with histone modification patterns are unclear. Here, we report the discovery of IDM1, a regulator of DNA demethylation in Arabidopsis. IDM1 is required for preventing DNA hypermethylation of highly homologous multicopy genes and other repetitive sequences that are normally targeted for active DNA demethylation by Repressor of Silencing 1 and related 5-methylcytosine DNA glycosylases. IDM1 binds methylated DNA at chromatin sites lacking histone H3K4 di- or trimethylation and acetylates H3 to create a chromatin environment permissible for 5-methylcytosine DNA glycosylases to function. Our study reveals how some genes are indicated by multiple epigenetic marks for active DNA demethylation and protection from silencing.