TET介导的DNA主动去甲基化的机制与功能研究进展

TET蛋白是一种α-酮戊二酸/Fe²⁺依赖的双加氧酶家族，可以氧化5-甲基胞嘧啶（5mC）产生5-羟基甲基胞嘧啶（5hmC）、5-甲酰基胞嘧啶（5fC）和5-羧基胞嘧啶（5caC）。TET蛋白在DNA去甲基化过程中发挥关键作用，并参与哺乳动物早期发育过程。现在被广泛认可的一种途径是TET蛋白氧化5mC，接着由胸腺嘧啶糖苷酶（thymine DNA glycosylase，TDG）氧化5fC、5caC，且TDG更易切割5caC，最后经过碱基切除修复得到未被修饰的胞嘧啶，达到去甲基化的目的。去甲基化过程中调控方式主要包括调节TET蛋白水平和调节代谢产物及辅助因子。作者主要对胚胎发育前后去甲基化的作用进行了阐述。     

TET介导的DNA主动去甲基化的机制与功能研究进展

TET蛋白是一种α-酮戊二酸/Fe2+依赖的双加氧酶家族,可以氧化5-甲基胞嘧啶(5mC)产生5-羟基甲基胞嘧啶(5hmC)、5-甲酰基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)。TET蛋白在DNA去甲基化过程中发挥关键作用,并参与哺乳动物早期发育过程。现在被广泛认可的一种途径是TET蛋白氧化5mC,接着由胸腺嘧啶糖苷酶(thymine DNA glycosylase,TDG)氧化5fC、5caC,且TDG更易切割5caC,最后经过碱基切除修复得到未被修饰的胞嘧啶,达到去甲基化的目的。去甲基化过程中调控方式主要包括调节TET蛋白水平和调节代谢产物及辅助因子。作者主要对胚胎发育前后去甲基化的作用进行了阐述。     

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。     

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。     

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。     

DNA甲基化/去甲基化与哺乳动物胚胎的体外发育

DNA甲基化及去甲基化是哺乳动物表观遗传修饰的主要方式之一,与哺乳动物胚胎的发育密切相关。因此深入研究DNA甲基化与去甲基化的发生机制,对于改善早期胚胎的发育具有重要意义。本文对哺乳动物胚胎早期发育过程中的DNA甲基化动态修饰进行了综述。     

过表达泛素偶联酶（UBE2C）对小鼠胚胎发育的影晌

UBE2C（ Ubiquitin- conjugating enzyme 2C ）属于E2泛素偶联酶家族成员,较为明确的作用是调控有丝分裂检验点以及控制细胞周期进程,但其在小鼠胚胎中的作用尚不明确。本文首先探讨了小鼠多种组织以及胚胎不同发育时期UBE2C表达图谱,其次在小鼠受精卵中通过显微注射过表达UBE2C分析其对小鼠早期胚胎发育的影响。结果表明：过表达UBE2C后导致胚胎2-细胞发育阻滞,证明UBE2C在胚胎发育过程中具有重要功能,其作用可能是通过降解卵母细胞储存的母源蛋白,从而确保小鼠早期胚胎正常发育进程。     

过表达泛素偶联酶(UBE2C)对小鼠胚胎发育的影响

UBE2C(Ubiquitin-conjugating enzyme 2C)属于E2泛素偶联酶家族成员,较为明确的作用是调控有丝分裂检验点以及控制细胞周期进程,但其在小鼠胚胎中的作用尚不明确。本文首先探讨了小鼠多种组织以及胚胎不同发育时期UBE2C表达图谱,其次在小鼠受精卵中通过显微注射过表达UBE2C分析其对小鼠早期胚胎发育的影响。结果表明:过表达UBE2C后导致胚胎2-细胞发育阻滞,证明UBE2C在胚胎发育过程中具有重要功能,其作用可能是通过降解卵母细胞储存的母源蛋白,从而确保小鼠早期胚胎正常发育进程。     

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。     

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。     

DNA甲基化动态模式在重编码过程中的作用

DNA甲基化作为主要的表观遗传修饰方式在细胞分裂与分化过程中扮演着重要角色。在生殖细胞生成与胚胎的早期发育过程中,DNA甲基化具有动态变化的特征,其动态模式直接影响细胞核重编码程序的,控制胚胎的成活率及发育状况。本文综述了DNA甲基化修饰在核重编程过程中的动态模式、相关酶及甲基化结合蛋白的作用模式等。     

SCNT牛胚胎中PWS/AS基因簇母源印记控制区甲基化模式研究

为揭示牛核移植胚胎(SCNT)异常甲基化模式,选择配子期、S期、2-cell、8-cell和桑葚胚5个发育阶段的早期牛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,对核移植胚胎中呈母源印记的PWS/AS基因簇ICR区进行BSP测序,分析了SCNT和IVF胚胎不同发育时期SNRPN启动子区域甲基化水平的总体变化模式,并对该区域内的5个甲基化位点分别进行比较,筛选敏感位点。结果表明:SCNT胚胎PWS-IC甲基化水平,各期均无显著性差异(P0.05),一直维持在较高水平;SCNT胚胎二细胞期PWS-IC甲基化水平极显著低于同期的IVF胚胎(P0.01);该区域第1个和第5个甲基化位点是去甲基化抑制机制的易感位点。因此,PWS-IC区域甲基化模式改变,导致了SCNT胚胎母源DNA的高甲基化,推测与SCNT胚胎发生过早甲基化重建相关。研究结果可为提高SCNT胚胎克隆成功效率提供理论借鉴。     

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。     

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。     

热休克蛋白70在配子发生和胚胎发育中的表达

热休克蛋白(hsp)是机体在应激状态下迅速合成的一组蛋白质。热休克蛋白70(hsp70)是hsp中成员最多、最重要的一族,具有普遍性、高度保守性以及应激性。hsp70作为蛋白成熟过程中的分子伴侣,参与细胞周期调节、DNA损伤修复及细胞凋亡,在配子发生及胚胎发育、机体衰老过程中具有重要的生理作用。本文主要就hsp70在配子形成和胚胎发育中的作用进行了简述。     

核移植胚胎甲基化过程相关调控因子表达情况研究

为了研究体细胞移入去核的卵母细胞后甲基化重编码程序的模式变化情况,试验对10个参与甲基化重编程的重要因子在5个发育阶段的早期核移植胚胎(配子期、S期、2-cell期、8-cell期和桑葚期)中表达量的变化模式进行了荧光定量研究。结果表明:核移植胚胎(SCNT胚胎)2-cell期之前去甲基化调节蛋白AID和APOBEC1出现低表达,引起去甲基化能力的显著下降;S期MBD1、Me CP2和MBD3三种甲基化结合蛋白出现高表达,维持了该时期基因组的高甲基化水平;MBD4基因表达下调,引起基因错配。说明甲基化相关因子的异常表达导致核移植胚胎甲基化异常,是诱发其出现发育异常或死胎的主要原因。     

表皮生长因子在雌性哺乳动物生殖过程中的作用

表皮生长因子 (EGF)是表皮生长因子家族成员之一 ,在哺乳动物生殖过程中具有重要的调节作用。在哺乳动物卵巢内有 EGF的表达并调节卵巢的功能活动 ;EGF可促进哺乳动物卵泡发育 ,加速卵母细胞的成熟 ;EGF可促进卵母细胞受精和受精卵发育的能力 ,促进胚泡腔的形成 ;EGF在许多哺乳动物的子宫内均有表达 ,并参与胚胎着床过程的调节。 EGF可能以自分泌或旁分泌的形式参与卵泡发育、卵母细胞成熟、子宫内膜增殖、早期胚胎发育及胚胎着床等过程的调节。文章对 EGF在雌性哺乳动物卵泡发育、卵母细胞成熟、早期胚胎发育、囊胚腔扩展、胚胎着床等过程中的作用进行了概述     

DNA甲基转移酶抑制剂在动物体细胞核移植研究中的应用

甲基化对胚胎发育和机体形成具有重要的调控作用,体细胞核移植胚胎常常表现出异常的DNA甲基化,DNA甲基转移酶抑制剂能抑制细胞的DNA甲基化水平,从而达到提高体细胞核移植效率的作用。作者主要综述了DNA甲基转移酶抑制剂在动物体细胞核移植研究中的应用。     

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。