细胞“身份证”的发现

组蛋白是指在染色质中DNA缠绕的一类特殊蛋白,通过对组蛋白进行特殊地修饰就可以调节修饰位点附近的基因转录,如组蛋白H3赖氨酸4三甲基化(H3K4me3)为可调控基因转录激活的染色质修饰。通常认为,H3K4me3标记只存在于整个基因组的小部分区域,但也有研究人员证实在胚胎干细胞等的关键调节因子中存有大范围的H3K4me3域。为探明大范围H3K4me3标记区域的重要性,美国斯坦福大学的科研人员经研究鉴定出与细胞身份相关的一个新型染色质标签——大范围H3K4me3标记区域,该成果2014年7月31日发表于《Cell》杂志。     

遗传发育所揭示组蛋白去甲基化酶的染色质定位机制

<正>组蛋白赖氨酸甲基化是真核生物体内广泛存在的一种组蛋白共价修饰,它在调控基因转录活性、异染色质的形成、DNA的损伤修复以及DNA重组等过程中发挥着重要作用。作为维持体内组蛋白甲基化稳态的重要分子,中国科学院遗传与发育生物学研究所植物基因组学国家重点实验室曹晓风研究组前期研究发现JMJ14是拟南芥中的一个组蛋白H3K4去甲基化酶,组蛋白去甲基化酶是如何精确定位到染色质上的靶位     

DNA甲基化、组蛋白修饰与基因沉默

DNA甲基化、组蛋白去乙酰化和H3K9甲基化是3种最典型的与染色质凝聚状态有关的共价修饰方式，它们都与基因的沉默存在着联系，近年来的研究主要集中于DNA甲基化与各种组蛋白修饰之间的关系，以及染色质阻遏状态的自身强化循环关系上。组蛋白去乙酰化和H3K9甲基化可能有助于DNA甲基化模式的建立，此外，研究结果还显示CpG甲基化和其它组蛋白修饰存在相互作用。     

CAF-1在体细胞重编程中的作用机制

染色质组装因子1（chromatin assembly factor-1，CAF-1），是由p150、p60、p48三个亚单位组成的组蛋白伴侣。CAF-1主要功能是在DNA复制中与增殖细胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）相互作用，负责募集组蛋白H3、H4沉积在新合成的DNA上以促进核小体装配。越来越多的研究解析CAF-1复合体的结构及其生物学功能，并发现CAF-1在体细胞重编程过程中发挥重要作用。因此，本文重点介绍了CAF-1的结构、生物学功能和在体细胞重编程中的作用。     

急性感染期猪伪狂犬病病毒部分基因组染色质状态

为探究急性感染期猪伪狂犬病病毒(PRV)在宿主细胞内基因组染色质的状态,首先建立PRV实时荧光定量PCR(qPCR)方法并测定0.1 MOI PRV感染Neuro-2a细胞后病毒基因组的复制动态,然后收集PRV感染Neuro-2a细胞的样品进行染色质免疫共沉淀试验(CHIP),并通过qPCR测定病毒部分DNA与组蛋白H3结合形成的染色质状态。结果显示,PRV急性感染Neuro-2a细胞后,部分基因组以染色质结构存在,并与病毒复制有一定相关性。本研究成功建立用于研究PRV基因组染色质状态的CHIP试验方法,为PRV急性感染期表观遗传学研究提供依据。     

兔卵母细胞成熟过程中组蛋白H3Ser10磷酸化表达分析

为研究卵母细胞成熟过程中组蛋白H3第10位丝氨酸(H3Ser10)磷酸化变化规律及其表达水平,本研究以体外成熟免卵母细胞为材料,采用免疫荧光标记方法检测兔卵母细胞成熟各时期组蛋白H3Ser10磷酸化的动态分布,同时探讨不同浓度组蛋白磷酸化激酶抑制剂(ZM447439)处理卵母细胞对组蛋白H3Ser10磷酸化表达的影响.结果显示:(1)兔卵母细胞组蛋白H3Ser10磷酸化始于生发泡破裂期(GVBD),且表达水平最高；第1次减数分裂中期(MⅠ期)磷酸化水平降低,第1次减数分裂后期(AⅠ期)及第2次减数分裂中期(MⅡ期)磷酸化水平呈上升趋势,但均比GVBD期低.(2)低浓度ZM447439对兔卵母细胞核成熟进程影响不大,当其浓度增加到30 μmol/L时,93.5％的卵母细胞停留在GVBD期.(3)ZM447439浓度为5μmol/L时,20.7％卵母细胞H3Ser10去磷酸化,其他卵母细胞H3Ser10磷酸化信号与未处理组相似；当ZM447439浓度增加到30μmol/L时,大多数卵母细胞中的H3Ser10磷酸化消失.以上结果表明:兔卵母细胞组蛋白H3Ser10磷酸化始于GVBD期,且一直持续到MⅡ期,GVBD期磷酸化水平最高.ZM447439可有效抑制兔卵母细胞减数分裂的恢复,且随其浓度的增加,组蛋白H3Ser10磷酸化水平降低；当浓度达30μmol/L时,卵母细胞组蛋白H3Ser10终止磷酸化.     

RNA干涉机制研究进展

RNA干涉(RNAi)是近年来的研究热点,相关综述有很多。但随着研究的不断深入,RNAi的作用机制和影响变得越来越复杂,以致难以简单而准确地定义RNAi。新的研究发现主要有:(1)RNAi在异染色质形成中有重要作用,并影响染色质修饰的分布,如组蛋白H3K9甲基化和DNA甲基化。(2)在RNAi中会产生二级siRNA,使干涉效果增强;二级siRNA为不同的Argonaute家族蛋白所结合,其作用机制更加复杂。(3)新鉴定出具有RNAi作用的小RNA,如rasiRNA和piRNA,其产生和作用机制都与dsRNA和siRNA有所不同。此外,论文还介绍了RNAi在治疗癌症和人畜传染病等方面的应用,并对应用中出现的问题进行了讨论。     

毛壳素对绒山羊ADSCs组蛋白甲基化修饰的影响研究

为了探究毛壳素对绒山羊脂肪间充质干细胞(gADSCs)组蛋白甲基化修饰差异的影响。本研究采用不同浓度的毛壳素对gADSCs进行不同时间的处理，以期筛选出对细胞活性影响最低且能够最大程度抑制gADSCs组蛋白甲基化的药物处理浓度及时间。以最适药物浓度和时间处理组为试验组，无药物处理组为对照组，通过实时荧光定量PCR检测H3K9 me2和H3K9 me3甲基化相关酶和胚胎发育多潜能基因mRNA表达水平的改变，并检测毛壳素对组蛋白H3K9 me2和H3K9 me3蛋白表达水平的影响。结果显示，20 nmol·L^-1的毛壳素处理gADSCs 48 h时对细胞活性影响较小，组蛋白甲基化转移酶G9A的表达显著降低(P<0.05)，为最适处理浓度和时间。实时PCR结果显示，试验组H3K9 me2和H3K9 me3甲基化转移酶EHMT1、EHMT2、SUV39H1、SUV39H2表达显著降低(P<0.05)，H3K9 me2和H3K9 me3去甲基化酶KDM3A、KDM3B、KDM4B、KDM4D表达显著增高(P<0.05)，多潜能性相关基因SOX2、OCT4、NANOG表达量增高。免疫荧光和WB结果显示，处理组H3K9 me2蛋白水平无明显变化，而H3K9 me3蛋白水平显著降低(P<0.05)。20 nmol·L^-1的毛壳素处理gADSCs 48 h后可以显著降低组蛋白H3K9 me2和H3K9 me3的甲基化修饰作用，提高多潜能性相关基因的表达。     

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。     

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。     

表观遗传修饰对转基因和克隆胚早期发育的影响研究进展

表观遗传修饰在基因表达和克隆胚的早期发育方面有重要作用.本文从DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA调控方面综述了表观遗传的发生机制及其对转基因和克隆胚早期发育的影响.该文对表观遗传的研究有重要的指导作用.     

动物染色质三维基因组及转录调控研究进展

真核生物细胞核内基因组染色质并不是以线性分子的形式无序存在,而是以不同层次的三维结构有序地压缩在细胞核内,这种复杂的三位基因组结构在基因转录、DNA复制、细胞分裂和减数分裂等过程中具有重要作用。染色质构象捕获技术(chromosome conformation capture,3C)及其衍生技术是目前鉴定基因组染色质三维结构的主要手段。本文将从基因组染色质三维结构层次、研究技术、表达调控机制、在动物育种中的应用及展望等方面概述三维基因组学的研究进展。     

组蛋白乳酸化在胚胎发育和子宫内膜容受性中的作用及其研究进展

组蛋白修饰是控制各种生物活性的基本表观遗传过程。在哺乳动物卵母细胞成熟和早期胚胎发育中，组蛋白修饰调控减数分裂、胚胎发育以及细胞分化等过程。乳酸是糖酵解的最终产物，也是一种多功能信号分子。最近研究发现，乳酸通过组蛋白赖氨酸残基的乳酸化来促进基因的表观遗传调控，并且发现乳酸是组蛋白赖氨酸乳酸化的前体，从而刺激染色质的基因转录。本文综述了乳酸盐和乳酸盐诱导的组蛋白乳酸化在胚胎发育以及子宫内膜容受性等生殖过程中的作用，为进一步建立体外胚胎生产体系以及提高哺乳动物繁殖能力具有重要意义。     

组蛋白H3K4me3甲基化修饰与哺乳动物早期胚胎发育

表观遗传调控是细胞分化过程中的主要机制之一,尤其在生殖细胞分化调控中尤为重要。而组蛋白甲基化修饰是表观遗传信息的重要载体和生命活动的重要调控因子,对细胞的状态和胚胎的发生与发育具有决定性的作用,就组蛋白H3K4me3甲基化修饰与哺乳动物早期胚胎发育研究进展进行了综述。     

表观遗传学及其在动物遗传育种中的应用探析

本文论述了表观遗传学与经典遗传学的关系,DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA和副突变等表观遗传学所涉及的分子机制,以及表观遗传学在动物遗传育种研究中的应用.     

细胞松弛素B对猪孤雌囊胚DNA甲基化和组蛋白乙酰化的影响

以猪电激活孤雌胚胎为研究对象,通过添加细胞松弛素B(CB)对胚胎发育过程中DNA甲基化和组蛋白乙酰化的变化进行了研究。利用荧光定量PCR检测了囊胚中DNA甲基转移酶(Dnmt1,Dnmt3a,Dnmt3b)、组蛋白乙酰转移酶(Hat1)、组蛋白去乙酰化酶(Hdac1)以及凋亡相关基因(Bax,Casp3)mRNA水平的表达,并通过免疫荧光染色检测了囊胚中5hmc/5mc,AcH3K9,H3K9me3的表达水平。结果显示:5mg/L CB处理4h能够显著提高猪孤雌囊胚的卵裂率和囊胚率(P0.05),减少囊胚细胞凋亡数量;DNA甲基转移酶(Dnmt1,Dnmt3a,Dnmt3b)、组蛋白乙酰转移酶(Hat1)、组蛋白去乙酰化酶(Hdac1)以及凋亡相关基因(Bax,Casp3)mRNA水平均明显下降;AcH3K9的表达无明显变化;而5hmc/5mc和H3K9me3的表达明显升高。该结果为进一步研究猪胚胎发育过程中的表观遗传变化提供了试验依据。     

表观遗传学在雌性蜜蜂级型分化研究中的应用

表观遗传学是研究细胞核DNA序列没有改变的情况下,基因功能的可逆的、可遗传的改变,并最终导致了表型变化的一门遗传学分支学科;其研究内容主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、非编码RNA调控等。表观遗传学在雌性蜜蜂级型分化研究中的应用主要体现在DNA甲基化、非编码RNA调控等方面。本文对其作了综述,并讨论了表观遗传学在蜜蜂科学研究中的应用前景及它们之间的相互促进作用。     

表观遗传学与肿瘤

表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。     

表观遗传学与肿瘤

表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。     

三维基因组学概述及其在农业生物育种方面的研究进展

真核细胞中染色质以不同层次的三维结构有序的折叠在细胞核中,其空间层次结构对基因的表达调控和细胞发挥正常的生理功能都起着重要的作用,在动物育种方面具有很大潜力,但尚未被完全探索。本文介绍三维基因组的结构单元(染色质疆域、A/B 区室、拓扑关联结构域和染色质环)以及研究三维基因组的主要技术,对三维基因组学在农业中的研究进展和应用前景进行了探讨,旨在深入了解三维基因组学的功能和应用前景,以期为生物育种改良提供部分帮助。