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。     

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。     

小鼠早期胚胎发育过程中的DNA去甲基化

表观遗传修饰在基因转录与表达、细胞生长与分化以及动物个体正常发育等过程中都具有重要的调控作用。表观遗传修饰发生异常,会引起机体生长发育中的各种异常。哺乳动物从精卵受精到附植前的胚胎早期发育阶段会发生重要的表观遗传重编程,主要包括DNA甲基化和组蛋白修饰。精卵受精后DNA发生主动和被动2种方式的去甲基化。本文主要综述了与DNA甲基化相关的蛋白和早期胚胎发育过程中的去甲基化机制,并对小鼠附植前胚胎发育过程中的DNA甲基化的动态变化进行了详细的论述。     

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.     

叶酸与DNA甲基化

营养表观遗传学作为表观遗传学的分支,是近年来研究很热门的一个学科。作为重要的表观遗传机制之一的DNA甲基化在营养表观遗传学及机体的生命活动中发挥着重要作用。营养素叶酸以提供甲基基团的角色参与了一碳单位的转移和利用、DNA合成及其甲基化过程,在维持基因组稳定性及机体健康状况方面起关键作用。本文旨在就叶酸生理功能及其与DNA甲基化之间的关系作简单概述。     

牛核移植胚胎中IGF2/H19基因簇父源印记控制区甲基化模式研究

为了揭示牛核移植胚胎异常甲基化模式,选择配子期、S期、2-cell、8-cell和桑葚胚5个发育阶段的早期核移植胚胎作为试验组,以相应阶段的体外受精胚胎(IVF)作为对照,对核移植胚胎中呈父源印记的IGF2/H19基因簇ICR区进行了BSP测序。结果表明:SCNT的父源基因在S期之前发生了主动去甲基化,伴随着DNA复制的开始,又发生了被动去甲基化。SCNT胚胎父源基因与IVF胚的甲基化重建能力相当;筛选了1个去甲基化抑制机制的易感位点,H19的转录起始点前468 bp开始的262 bp序列中的4号甲基化位点。     

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。     

两种诱变处理下紫花苜蓿全基因组DNA甲基化图谱分析

为了探究不同诱变处理对紫花苜蓿表观遗传学效应的影响,试验采用甲基磺酸乙酯(EMS)和⁶⁰CO-γ两种诱变方法对紫花苜蓿种子进行处理,采用重亚硫酸盐测序(BS-seq)技术,对紫花苜蓿诱变前后全基因组DNA甲基化图谱进行分析。结果表明,紫花苜蓿体内的DNA甲基化主要有mCG,mCHH和mCHG 3种类型;C位点发生甲基化的比率在EMS诱变处理下表现为上升,在⁶⁰CO-γ诱变处理下表现为下降。此外,DNA甲基化主要发生在CG序列;对不同诱变处理组的差异甲基化区域(DMR)鉴定发现有105个基因在两组比较中均存在DMR,KEGG通路富集分析表明,在DMR相关基因中显著富集的通路主要包括氮代谢通路(Nitrogen metabolism)、淀粉和蔗糖代谢途径(Starch and sucrose metabolism)、脯氨酸代谢(Proline metabolism)等生物学过程。因此,诱变改变了苜蓿DNA甲基化水平,为诱变突变体的筛选提供了丰富材料。     

DNA甲基化介导动物肥胖的研究进展

DNA甲基化是研究最为广泛的表观遗传标记之一,在哺乳动物的胚胎形成、生长发育、脂肪沉积等过程中发挥重要作用.肥胖不仅是人类面临的主要代谢疾病之一,过多的脂肪沉积在动物机体中也造成大量的能量及饲料资源浪费.文章概述细胞核及线粒体基因组DNA甲基化在哺乳动物肥胖及其脂肪沉积过程中的调控作用,以期为今后肥胖治疗、动物采食量及...     

PEG11基因在体细胞核移植牛中印迹和DNA甲基化状态分析

为了分析PEG11基因在体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)牛中的印记以及重编程状态,本研究应用RT-PCR产物直接测序法对PEG11基因在自然繁殖牛和新生死亡SCNT牛7个组织(心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪)中的表达进行了分析。结果发现PEG11基因在自然繁殖牛的7个组织中均为单等位基因表达,表明PEG11基因在牛中是印记的;在SCNT牛肺脏中PEG11基因为双等位基因表达,而在其余6个组织中为单等位基因表达。进而用亚硫酸氢盐测序法分析自然繁殖牛和SCNT牛肺脏PEG11基因中54CpGs位点的甲基化状态,发现PEG11基因在SCNT牛肺脏中呈现与自然繁殖牛相似的高甲基化状态(97.26%),推测PEG11基因在新生死亡SCNT牛肺脏中印记紊乱可能是导致SCNT牛肺脏发育缺陷的原因之一,PEG11基因内部CGIs的甲基化不参与调控PEG11基因的基因组印记。     

DNA methylation patterns at the IGF2‐H19 locus in sperm of Swiss Landrace and Swiss Large White boars

DNA methylation patterns at the IGF2‐H19 locus were investigated in sperm DNA from Swiss Landrace (SL) and Swiss Large White (LW) boars. The putative IGF2 differentially methylated regions (DMR) 0, 1 and 2, a quantitative trait nucleotide (QTN) region in the intron 3 and a CpG island in the intron 4 of the IGF2 gene as well as three regions around porcine CTCF binding sites within the H19 differentially methylated domain (DMD) were selected for the DNA methylation analysis. In both breeds putative IGF2 DMR0, 1, 2 and H19 DMD were hypermethylated. Significant differences in DNA methylation content were found between the two breeds in the two DMD regions proximal to the H19 gene. The IGF2 QTN region and the CpG island in the IGF2 intron 4 were hypomethylated in sperm DNA of both breeds. The methylation analysis revealed significantly more methylated CpG sites in the intron 4 of sperm from the LW breed than in that from SL. No difference was found in global DNA methylation between the two breeds. These results indicate differences in DNA methylation patterns between breeds and it remains to be established whether variation in DNA methylation patterns impacts on phenotypic traits.     

哺乳动物体细胞核移植胚胎发育中表观重编程的研究进展

体细胞核移植（somatic cell nuclear transfer,SCNT）是一种能将已分化的体细胞重编程为全能胚胎的繁殖生物技术,在良种扩繁、濒危物种保护和治疗性克隆等方面有着广泛的应用前景,但极低的克隆效率、克隆动物胎盘异常、出生后胎儿畸形等严重限制了该技术的实际应用。造成克隆效率低和胚胎发育异常的主要原因是供体核表观遗传重编程错误或不完全。1958年,将非洲爪蟾（Xenopus laevis）幼体肠细胞核移入去核卵母细胞,获得了第1例SCNT动物个体;1986年,通过电融合1个卵裂球与去核卵母细胞成功获得了3只存活的羔羊;1997年,将成年母羊的乳腺上皮细胞与去核卵细胞电融合,获得首个SCNT哺乳动物"多利",开启了克隆时代,目前牛、小鼠、山羊、猪、欧洲盘羊、家兔、家猫、马、大鼠、骡子、狗、雪貂、狼、水牛、红鹿、单峰骆驼、食蟹猴等相继成功克隆,其中最引人瞩目的是2018年食蟹猴的成功克隆。作者通过将SCNT胚胎与受精胚胎的发育进行对比,阐述了SCNT过程中DNA甲基化、组蛋白修饰、基因组印迹、染色体状态等的重编程过程和缺陷,并从表观修饰剂、组蛋白去甲基化酶、抑制Xist表达、补充鱼精蛋白和精子RNA方面探讨单独或联合消除表观遗传重编程障碍对克隆效率的影响。随着低样本量测序技术的发展和完善,人们能够在SCNT胚胎中检测到更详细的全基因组表观遗传修饰图谱,进一步揭示SCNT胚胎表观遗传重编程中的缺陷,为提高克隆效率提供了线索。通过上述内容的阐述,希望为后续开发联合消除多种表观遗传障碍而提高克隆效率的策略和思路。     

DNA methylation analysis on satellite I region in blastocysts obtained from somatic cell cloned cattle

Many observations have been made on cloned embryos and on adult clones by somatic cell nuclear transfer (SCNT), but it is still unclear whether the progeny of cloned animals is presenting normal epigenetic status. Here, in order to accumulate the information for evaluating the normality of cloned cattle, we analyzed the DNA methylation status on satellite I region in blastocysts obtained from cloned cattle. Embryos were produced by artificial insemination (AI) to non‐cloned or cloned dams using semen from non‐cloned or cloned sires. After 7 days of AI, embryos at blastocyst stage were collected by uterine flushing. The DNA methylation levels in embryos obtained by using semen and/or oocytes from cloned cattle were similar to those in in vivo embryos from non‐cloned cattle. In contrast, the DNA methylation levels in SCNT embryos were significantly higher (P < 0.01) than those in in vivo embryos from non‐cloned and cloned cattle, approximately similar to those in somatic cells used as donor cells. Thus, this study provides useful information that epigenetic status may be normal in the progeny of cloned cattle, suggesting the normality of germline cells in cloned cattle.     

DNA甲基化与奶牛乳腺泌乳调控的研究进展

DNA甲基化是最早发现的表观修饰方式之一,介导基因的表达沉默,在维持细胞功能、遗传印记、个体生长发育中起着重要作用。近年来,DNA甲基化参与调控乳腺生长发育及泌乳相关基因的表达,随着这方面研究的深入,DNA甲基化在奶牛生产、遗传育种方面将会有越来越多的应用。作者主要从DNA甲基化、乳腺泌乳相关基因DNA甲基化及DNA甲基化在奶牛生产中的应用进行综述。     

五指山猪背最长肌和半腱肌DNA甲基化检测分析

DNA甲基化作为真核生物基因组重要的表观遗传学修饰,对生物体基因的表达有重要的调控作用。为了研究五指山猪肌肉组织基因组DNA的甲基化程度,试验利用MSAP技术,使用筛选的10对引物扩增,检测五指山猪背最长肌和半腱肌的甲基化程度。结果显示:1月龄、2月龄、4月龄五指山猪背最长肌的平均甲基化率分别是44.78%、41.58%、38.92%;1月龄、2月龄、4月龄五指山猪半腱肌的平均甲基化率分别是41.70%、39.39%、38.81%。研究结果为五指山猪生长发育规律、系统选育及矮小机制等方面的研究提供表观遗传学依据。     

转抗仔猪腹泻基因α1-盐藻糖转移酶克隆猪的胰岛素样生长因子2表达分析

为探求转基因克隆猪存在早期死亡率高及生长发育异常等原因,本研究首次以转抗仔猪腹泻基因α1-盐藻糖转移酶(fucosyl transferase 1,FUT1)阳性及阴性克隆猪的脾脏、肝脏及腿肌组织为试验材料,利用qRT-PCR技术定量检测影响胎儿及仔猪早期生长发育的印记基因胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,IGF2)的表达情况,并以普通妊娠分娩猪为对照,分析其差异及变化.结果显示,IGF2基因在3类仔猪中均存在组织表达差异性,其中肝脏组织中表达量最高,腿肌组织中表达量最低.分析发现,IGF2基因在转FUT1阳性克隆猪脾脏组织中的表达量显著高于转FUT1阴性克隆猪(P<0.05),在腿肌组织中则显著低于阴性克隆猪(P<0.05).此外,转FUT1阴性克隆猪的脾脏、肝脏组织IGF2表达量分别极显著低于、高于普通猪(P<0.01).提示IGF2基因的表达变化可能与克隆猪早期生活力弱有关,但与转FUT1基因克隆猪早期死亡率高的关系还需进一步研究.     

哺乳动物体细胞重编程机制的研究进展

体细胞重编程面临的进程缓慢和效率低下等问题,限制了其向临床应用的转化,该过程涉及细胞内基因表达的变化,认识和调控DNA的表观修饰是成功重编程的关键。本文对体细胞重编程过程中基因表达的表观影响以及去分化和转分化的表观控制进行了阐述,并综述了通过表观遗传修饰或信号转导途径增强重编程效率或替代特殊重编程转录因子的物质,不仅有利于阐明体细胞重编程的机制,也为仅采用化学物质即可诱导出多能干细胞的研究提供参考。     

DNA甲基化调控牛AQP1基因的胎盘特异性印记

为揭示牛AQP1 (aquaporin 1)基因在不同组织及胎盘中的印记状态,以及DNA甲基化修饰在印记中的调控机制,本研究采用基于SNP的PCR产物直接测序的方法,对32头健康雌性成年荷斯坦奶牛心组织及15个自然分娩后的胎盘试验样本进行检测,确定了5头杂合子个体牛和3个杂合子胎盘,对其组织(心、肝、脾、肺、肾、肌肉和...