早期胚胎DNA甲基化研究进展

DNA甲基化修饰是研究最多的表观遗传修饰之一,在调控基因转录、染色体结构稳定、基因印迹、X染色体失活等方面发挥作用。尽管DNA甲基化是一种稳定的修饰,但其在个体发育进程中是动态变化的。目前,人们对早期胚胎发育中DNA甲基化修饰研究还不全面,随着全基因组DNA甲基化分析技术的进步,其在早期胚胎中的功能也逐渐揭示。作者主要论述了DNA甲基转移酶（DNMTs）的发现及其调控作用和DNA甲基化在早期胚胎中的作用。     

体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态

尽管多种体细胞核移植动物已经诞生,但核移植效率很低。目前普遍认为核移植动物胚胎基因组重编程(主要是甲基化)异常是核移植效率低的主要原因。本文主要论述了体细胞核移植胚胎的DNA甲基化状态。     

DNA甲基化对早期胚胎发育的影响

综合分析了DNA甲基化的表观遗传特征,结合DNA甲基化在不同物种、不同发育阶段胚胎中的调控模式,以期从早期胚胎死亡角度揭示DNA甲基化作用对胚胎早期发育基因的表达调控作用,进而阐明胚胎发育过程中的表观遗传调控机制。     

DNA甲基化与去甲基化调控肌肉发育研究进展

肌肉发育是一个复杂的生物学过程,其调控机制尚不完善。但近年来表观遗传修饰对肌肉发育的调控作用逐渐成为热点领域,研究发现DNA甲基化与去甲基化修饰对肌肉发生与发育起到重要的调控作用。肌肉干细胞特异位点通过DNA甲基化修饰,影响肌肉发育过程关键基因的表达,进而调控早期发育的生肌过程。本文主要围绕肌肉发育过程中DNA甲基化及去甲基化修饰的变化、重要的甲基转移酶和去甲基化酶以及营养物质通过DNA甲基化修饰影响肌肉发生的作用进行论述。     

关于昆虫DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化作为重要的表观遗传调控现象之一,广泛地存在于原核生物和真核生物中,并且在多种生物学过程中起到非常重要的作用。近年来,随着DNA甲基化研究方法的改进及创新,昆虫DNA甲基化的研究取得了一些新的进展和成果。本文就果蝇和家蚕等昆虫DNA甲基化的特征、研究方法,以及DNA甲基化在昆虫基因组印迹、胚胎发育、衰老、记忆、免疫和进化中的作用等进行简要综述,以期对家蚕等昆虫DNA甲基化的本质及功能理解有所启发。     

DNA甲基化与去甲基化调控脂肪沉积的研究进展

脂肪沉积是一个复杂的生物学过程,受遗传和表观遗传的调控作用。DNA甲基化和去甲基化是表观遗传修饰的重要方式,可通过与转录因子的相互作用或改变染色质的结构调控基因的表达,进而参与机体生长发育和细胞分化等重要的生命过程。动物脂肪沉积是脂肪细胞增殖分化和肥大的结果,脂肪细胞分化是由多能干细胞经前体脂肪细胞向成熟脂肪细胞转化的过程。相关研究表明,转录因子过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxi-some proliferator activiated receptorγ,PPARγ)和CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT enchancer binding proteinfamily,CEBPs)在脂肪沉积过程中起关键调控作用。近期研究发现,DNA甲基化可以通过调控脂肪形成过程中相关基因的表达而参与脂肪细胞的分化和脂肪组织的生长发育。去甲基化也可影响动物脂肪沉积过程,但其具体机制目前尚不清楚。作者主要介绍了DNA甲基化和去甲基化的定义、发生位点、生物学功能、参与DNA甲基化和去甲基化过程中的酶及其作用机制,概述了脂肪沉积过程及PPARγ、C/EBPα等转录因子在脂肪沉积过程中的调控作用,重点阐述了DNA甲基化和去甲基化对脂肪形成相关基因的表达和对脂肪细胞分化的影响,旨在为阐明脂肪沉积机制及改善动物肉质品质提供参考。     

DNA甲基化在猪胚胎发育过程中的研究进展

猪的胚胎发育需要经历受精、卵裂、孵化、形态转变、附植、器官分化等一系列重要的生理阶段。虽然在胚胎发育过程中基因的严格表达与正确指导是胚胎能否正常发育的决定性条件,但研究表明DNA甲基化修饰对胚胎的发育也起着必不可少的作用。DNA甲基化是一种常见且重要的表观遗传修饰,虽然不改变DNA的一级序列,但也包含可遗传信息,并在基因的转录调控中起重要作用。在猪的胚胎发育中,DNA甲基化呈现出高度动态的过程,这一过程受孕期母体营养和发育环境条件影响。本文将从胚胎早期发育、体细胞核移植和孕期母体营养三个方面来阐述DNA甲基化对胚胎发育的影响,为进一步研究猪胚胎在发育过程中的DNA甲基化机制和提高体细胞核移植的成功率提供参考。     

XRCC1在卵子和早期胚胎中的定位与功能的初步分析

X射线修复交叉互补蛋白1(XRCC1)是一种支架蛋白,其在碱基切除修复中发挥重要作用。本文检测了XRCC1在卵母细胞和胚胎中的亚细胞定位,并研究了其对小鼠卵母细胞减数分裂成熟的影响,以及对随后的胚胎发育和基因组DNA甲基化的影响。结果显示,在卵母细胞成熟和受精后胚胎发育过程中,XRCC1主要定位在细胞核中。通过显微注射特异性抗体来阻断XRCC1后,卵母细胞生发泡破裂率和胚胎卵裂率出现显著性下降,同时2细胞胚胎中基因组DNA去甲基化水平异常。这说明XRCC1主要定位于细胞周期间期的细胞核,功能正常的XRCC1有助于减数分裂中小鼠卵母细胞质量的维持和早期胚胎的正常发育。     

YWHAZ在小鼠早期胚胎发育过程中的作用

为了探究YWHAZ蛋白在小鼠早期胚胎发育过程中的表达、定位和作用,本试验利用RT-PCR和Western blot方法检测Ywhaz基因及其编码蛋白在小鼠早期胚胎发育中的表达;利用免疫荧光技术检测YWHAZ蛋白在小鼠早期胚胎发育过程中的定位;使用特异性的siRNA沉默合子中的Ywhaz,在胚胎发育的1.5,2.5,3.0,3.5,4.5,5.0 dpc分别观察2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚的发育率,阐明在合子中沉默Ywhaz基因对小鼠早期胚胎发育的影响。结果显示,Ywhaz mRNA及其编码蛋白在小鼠1-细胞、2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚中均有表达,YWHAZ蛋白定位在小鼠早期胚胎的细胞质和细胞核中。Ywhaz沉默组的2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑葚胚和囊胚的发育率均极显著低于对照组(P<0.01),沉默组5.0 dpc囊胚率显著高于其4.5 dpc囊胚率(P<0.05)。结果表明,Ywhaz mRNA及其编码的蛋白在小鼠早期胚胎中有表达,其蛋白主要定位在早期胚胎的细胞核和细胞质中;在合子中沉默Ywhaz基因可导致小鼠早期胚胎发育率降低且存在明显...     

供体细胞核在小鼠重构胚胎重编程中的变化

将所观察的细胞固定后,用电子显微镜观察获得微型图片,再利用三维模拟处理器对所采集的图片进行分析,获得了注入的卵丘细胞核的一系列发育图像。从卵丘细胞中的三维模拟图像和核物质中的核仁图像中,发现在这些细胞表面上出现胞质微绒毛,在细胞膜附近存在有细胞骨架的功能性活动。卵丘细胞正处于细胞分裂间期,90%以上的卵丘细胞在排卵时正处于G0/G1期。卵丘细胞中的核物质和染色体在注入到核卵母细胞中后,核物质重编是一个动态的,全部的和显著的过程。     

小鼠胚胎早期发育过程中OCT4作用的研究进展

OCT4属于POU转录因子。目前对于OCT4基因的研究认为在鼠和人体内,OCT4主要表达于胚胎干细胞及生殖细胞中,对于维持胚胎干细胞的多能性和自我更新有十分重要的作用,对于胚胎早期发育具有重大意义。但是目前OCT4在小鼠早期胚胎中的结合位点还不清晰,应进一步深入研究OCT4基因构建OCT4在小鼠早期胚胎发育过程中的调控网络,为揭开胚胎早期发育调控机制的面纱提供重要参考。     

哺乳动物DNA甲基化研究进展

在真核生物基因组中DNA甲基化是一种重要的修饰方式,也是一种重要的表观遗传学机制。通常甲基化发生在胞嘧啶第5个碳原子上,由DNA甲基化转移酶(DNMTs)家族催化形成的。DNA甲基化是一种可逆的过程,并且直接影响到基因的活性。DNA甲基化对于哺乳动物的正常发育起着非常重要的作用,并在很大程度上影响着哺乳动物重要的生物学进程,主要包括转录成分的沉默、基因失活、染色体的完整性和大部分基因的转录调控作用。     

DNA甲基化在哺乳动物卵母细胞和早期胚胎发育中的研究进展

DNA甲基化(DNA methylation)是一种动态、可逆并可以遗传的表观遗传修饰模式,主要发生在哺乳动物原始生殖细胞和早期胚胎发育过程中,能够通过高动态和协同的核酶网络附着在DNA的CpG区域,同时还通过改变调控区域的功能状态进而调控基因表达且不影响DNA序列所携带的遗传信息。DNA甲基化主要涉及基因组印迹、转座元件沉默、X染色体失活和衰老等多种关键生理过程,在哺乳动物卵母细胞和胚胎发育中发挥着重要作用。本文介绍了DNA甲基化的建立与去除机制及其生物学功能,重点阐述了DNA甲基化在哺乳动物卵母细胞和胚胎发育过程中精准生成、维持、读取和删除等动态变化过程,为进一步研究哺乳动物表观遗传调控提供参考依据。     

5-甲基胞嘧啶到5-羟甲基胞嘧啶的转变过程参与小鼠雄原核的DNA主动去甲基化

利用5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine,5mC）和5-羟甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine,5-hrnC）特异性抗体对小鼠原核时期胚胎进行免疫荧光染色。同时使用荧光定量PCR方法检测Tet（Ten eleven translocation）基因在小鼠早期胚胎中的表达。免疫荧光染色结果显示早期原核阶段（PN1到PN3）,雄原核中5mC的含量逐渐减少,而5hmC的含量逐渐增加。但是雌原核中5mC和5hmC的含量基本不变。在原核后期阶段（PN4到PN5）5hmC主要存在于雄原核中。荧光定量结果显示在小鼠MⅡ卵母细胞和植入前胚胎中Tet 1和Tet 2基因表达量较低,但是Tet 3在卵母细胞和原核时期表达量较高,随着胚胎的发育其表达量逐渐降低。结果表明,在小鼠原核时期阶段5mC到5hmC的转变过程主要是由TET3蛋白催化的,并且此过程参与小鼠雄原核的DNA主动去甲基化。     

NO在小鼠早期胚胎吸收过程中的作用

给妊娠 7d小鼠尾静脉注射细菌脂多糖 (L PS)诱导早期胚胎吸收。注射 L PS后 12、2 4、36 h,以 EL ISA、比色法检测血清和子宫匀浆中 Th1型细胞因子 IFN- γ、IL- 12与 NO的含量变化 ;免疫组织化学法观察 3种一氧化氮合酶(n NOS,e NOS,i NOS)和 Th2型细胞在小鼠子宫表达的变化。此外 ,还观察了 NO供体硝普钠 (SNP)诱导孕鼠流产效果及氨基胍 (AG)对抗 L PS诱导孕鼠流产的效果。结果显示 ,相对于正常妊娠组 ,L PS处理组孕鼠子宫匀浆 NO含量及 IFN- γ、IL- 12水平极显著升高 (P<0 .0 1) ,血清 NO含量也极显著升高 (P<0 .0 1) ;n NOS、i NOS在 L PS处理组小鼠子宫可见阳性标记 ,而 e NOS未见阳性标记 ;大量 Th2型阳性细胞标记仅在正常妊娠组小鼠子宫内膜基质可见 ,L PS处理组未见阳性细胞。腹腔注射 SNP致使孕鼠早期胚胎吸收 ,然而妊娠 6～ 9d腹腔注射 AG却未能降低 L PS诱导的孕鼠早期胚胎吸收。上述结果提示 ,L PS处理后 ,Th1型免疫反应增强 ;源自升高表达的 i NOS的子宫局部高浓度 NO可能作为一种效应分子介导小鼠早期胚胎吸收。     

H19和IGF2R基因在体细胞克隆猪各组织中的甲基化状态

为了探求新生克隆猪可能的死亡原因以及是否存在不完全的DNA甲基化重编程,本试验运用亚硫酸氢盐测序法分别检测了H19基因和IGF2R基因差异甲基化区（DMR）在新生死亡克隆猪和同期正常猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏中的甲基化状态。结果发现,H19基因DMR在克隆猪肺脏中表现为超甲基化,极显著高于正常猪（95．20％VS46．80％P〈0．01）,且10个测序克隆中存在2处连续的全甲基化CpG位点（4-9位、12-S17位）,而在其他组织中甲基化差异不显著（P〉0．05）;IGF2R基因DMR在肝脏中处于超甲基化状态,显著高于正常猪（80．00％V839．41％P〈0．05）,而在肺脏中为去甲基化状态,板显著低于正常猪（14．71％VS66．47％P〈0．01）,在其他组织差异不显著（P〉0．05）。结果说明,在死亡克隆猪中,H19基因DMR在肺脏和IGF2R基因在肝脏与肺脏中存在不完全的DNA甲基化重编程,这可能是导致克隆动物死亡的因素之一。     

哺乳动物体细胞核移植的DNA甲基化重编程研究进展

DNA甲基化是基因组主要的表观遗传修饰方式之一.核移植重构胚在对供体细胞基因组进行甲基化重编程过程中会出现异常的甲基化模式,而异常的甲基化重编程是导致克隆胚早期死亡及克隆动物发育畸形的主要原因.论文针对体细胞克隆动物基因组DNA的甲基化模式、造成克隆胚胎甲基化异常的原因及异常甲基化对重构胚胎发育的影响等进行了综述.深入研究核移植重构胚甲基化重编程的机制,有助于完善核移植技术,提高克隆效率,使其更好地应用于基础研究和生产实践.     

蜜蜂DNA甲基化与基因表达研究进展

在真核生物基因组中,DNA甲基化是一种重要的表观遗传学标记。DNA甲基化在有机体的正常生长发育过程中发挥重要作用,可以直接影响到基因的活性。目前,蜜蜂DNA甲基化的功能和生物学研究已取得了初步进展,越来越多蜜蜂甲基化基因和甲基化酶被报道。就近年研究人员对蜜蜂DNA甲基化与基因表达在蜜蜂级型分化、蜜蜂饮食和蜜蜂行为等方面的研究进展做一简要综述。     

克隆猪印迹基因IGF2/H19印迹控制区的甲基化状态

为了探求核移植过程中DNA甲基化重编程是否充分,运用亚硫酸氢盐测序法分别检测新生死亡克隆猪和同期正常猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织中IGF2/H19基因印迹控制区(DMR1、DMR2、DMR3)的甲基化状态。结果发现,DMR1、DMR3在克隆猪和正常猪各组织中的甲基化水平不同,但差异不显著(P＞0.05)。DMR2在克隆猪肺脏组织表现为超甲基化,极显著高于正常猪(P＜0.01),且10个测序克隆中存在2处连续的全甲基化CpG位点(分别为4－9位和12－17位),而在其它组织中甲基化差异不显著(P＞0.05)。说明DMR2在克隆猪肺脏组织可能存在DNA甲基化重编程紊乱,这也可能是导致该克隆猪死亡的因素之一。