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。     

香蕉MaPRMT1基因的分离及表达分析(英文)

[Objective] The aim of experiment was to lay molecular foundation for studying maturity mechanism of banana after harvest. [Method] The combined method of suppressing subtractive hybridization and cDNA micro-array were used to obtain cDNA segment of one PRMT gene in banana and the whole cDNA sequence of the gene was cloned.The bioinformatics analysis was operated on it,in addition, the expression profile analysis was conducted in different organs and different mature periods of banana.[Result] The whole length of cDNA in MaPRMT1 was 1 158 bp and possessed a complete open reading frame,which could encode 385 amino acids.It had high homology with PRMT in plant,containing one Methyltransf₁ domain.The MaPRMT1 gene was expressed in root,stem,leaf and fruit of banana and the expression levels in stem and leaf were relatively high.As the increase of days after harvest,the expression level declined gradually,however it reached maximum when ethylene release was biggest,then it declined.[Conclusion] MaPRMT1 belonged to the first kind of arginine methyltransferase and it was expressed differently in different organs and fruits at different mature periods.     

外源GA_3影响牡丹花芽DNA甲基化水平和相关酶基因的表达分析

【目的】外施赤霉素(GA)是生产上辅助解除牡丹花芽休眠进行反季节盆花生产的常用手段,赤霉素如何发挥作用解除牡丹花芽休眠是未解的科学问题,本文旨在明确赤霉素是否通过表观遗传方式参与内休眠调控。【方法】从DNA甲基化入手,以4年生‘鲁菏红’为材料,500 mg·L~(-1)的GA_3处理花芽,并在处理后0.5、1、3和5 d后取健壮顶芽,CTAB法提取花芽DNA,HPLC技术测定GA_3处理后牡丹花芽DNA甲基化水平的变化;利用转录组分析结合RACE技术得到牡丹3种DNA甲基转移酶基因PsCMT、PsMET、PsDRM和DNA去甲基化酶基因PsROS1的序列,生物信息学方法比对基因序列并分析可能的结构域,MEGA 5.0构建系统发育树;以Actin为内参,利用q PCR方法分析其组织表达特性和对GA_3的响应。【结果】3种DNA甲基转移酶基因(Dnmts)的开放阅读框长短不一,PsCMT、PsMET、PsDRM开放阅读框长度分别为1 118、1 056、2 175 bp,编码的氨基酸数目分别为372、351、724。3种DNA甲基转移酶均有甲基转移酶结构域。而DNA去甲基化酶基因PsROS1的序列较长,开放阅读框为6 636 bp,编码2 211个氨基酸。PsROS1上存在保守的DNA糖基化结构域。系统发育分析表明,牡丹中的PsCMT和PsDRM蛋白与葡萄的Vv CMT2蛋白亲缘关系最近,PsMET和PsROS1与大部分木本植物聚为一支,与烟草等距离较远。PsCMT、PsMET、PsDRM在牡丹初花期的各个组织(根、茎、叶、苞片、萼片、花瓣、雄蕊、心皮)中均有表达,其中在牡丹根中表达量较高,而PsROS1在心皮中表达量最高。GA_3处理5 d,牡丹花芽迅速萌动,60 d时萌动率为97.5%,成花率为92.5%;对照20 d时才有少量花芽萌动,至60 d时萌动率仅为23.1%。GA_3显著降低了牡丹花芽DNA甲基化水平(P0.01),从处理前的38.9%降至处理5 d时的28.7%;GA_3处理提高了PsCMT和PsROS1的表达水平,降低了PsDRM的表达水平,而PsMET的表达水平差异不显著。【结论】GA_3处理通过诱导PsROS1表达、抑制PsDRM表达导致了DNA低甲基化,进而促进了牡丹休眠解除,可能是赤霉素发挥作用的一种重要方式。     

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。     

龙眼体细胞胚胎发生早期SDG基因家族的全基因组鉴定与表达分析

SET domain group（SDG）基因家族控制的组蛋白赖氨酸甲基化,是参与染色质功能调控和表观遗传调控基因表达的重要部分。为了解龙眼（DlSDG）家族的生物学功能,采用生物信息学分析方法进行龙眼全基因组SDG家族成员的鉴定,并对蛋白质结构域、保守基序、基因结构、启动子顺势作用元件、进化树、相关基因的蛋白互作和体胚发生早期的基因表达情况进行预测和分析。结果显示,龙眼SDG家族基因包括32个成员,分为Suv、Ash、ATXR5/ATXR6、Trx、E(z)、SMYD和SETD 7个亚家族,其中Suv亚族成员数量最多;外显子数量在1~22个不等,蛋白结构域保守,都含有一个SET结构域,DlSDG蛋白保守motif不同亚家族间差异较大;DlSDG启动子包含许多诸如低温、干旱和压力等非生物胁迫响应元件和激素响应元件;龙眼SDG成员在体胚发生早期均能不同程度表达,其中DlSUVR4b在EC和ICpEC阶段可能发挥着较为重要的作用;DlSUVH4可以和DNA甲基转移酶MET1发生互作。本研究表明,龙眼DlSDG 32个组蛋白赖氨酸甲基转移酶基因可能除了在生物钟的调节、植物发枝数量、根的生长发育、种子的萌发、花的发育和植株的形态建成等方面发挥重要功能外,也可能直接参与胁迫响应和体细胞胚胎发生的调控,并且还可能在参与DNA甲基化、染色质重塑的过程中形成体细胞胚胎发生的协作调控网络,表现其具有功能上的多样性、复杂性。     

番茄γ-生育酚甲基转移酶基因的克隆与分析

[目的]为进一步研究γ-生育酚甲基转移酶(TMT)基因的功能奠定基础。[方法]以拟南芥γ-TMT cDNA为信息探针,在GenBankdbEST数据库中搜索与其高度同源的番茄EST序列,通过人工序列拼接得到番茄γ-TMT的cDNA序列。据此拼接序列设计1对特异引物,以番茄叶片cDNA第1链产物为模板进行RT-PCR,回收目的片段,转化到大肠杆菌DH5α进行TA克隆。最后对获得的阳性克隆进行测序,分析测序结果与其他物种中该基因之间的同源性,进行氨基酸序列比对及系统进化分析。[结果]经RT-PCR扩增出1300bp左右的片段,成功克隆了番茄γ-TMT基因。克隆片段全长1354bp,包含1个1089bp的完整开放读码框,与拼接序列完全一致。番茄γ-TMT基因编码的氨基酸序列与马铃薯、小麦、玉米和拟南芥的γ-TMT基因的同源性分别达89%、75%、75%和70%。系统进化分析表明,番茄与马铃薯的γ-TMT基因有较近的亲缘关系。[结论]该试验中克隆的番茄γ-TMT基因编码的蛋白质分子量为39.8kD,等电点为8.28。     

重组甲基转移酶致弱水疱性口炎病毒的致病性与免疫原性

为了研究有效的水疱性口炎病毒疫苗,控制水疱性口炎疾病的蔓延,用甲基化能力致弱的重组水疱性口炎病毒VSV-E1764A,VSV-S1827A,VSV-Y1650A和VSV-F1691A作为疫苗,通过口腔灌服途径将1×106 PFU的重组病毒接种5周龄BALB/c小鼠,研究以上重组病毒的致病性和免疫原性.结果表明:重组病毒VSV-S1827A,VSV-Y1650A和VSV-F1691A对小鼠的致病性减弱,而VSV-E1764A仍然具有较强的致病性;免疫后的小鼠用野生型水疱性口炎病毒(VSV)进行攻毒,发现VSV-S1827A和VSV-Y1650A能够诱导高水平的中和抗体,从而保护小鼠免于攻击.总之,甲基化酶致弱的水疱性口炎病毒VSV-S1827A和VSV-Y1650A不仅对动物的致病性减弱,而且表现出良好的免疫原性;因此,甲基化酶致弱的水疱性口炎病毒可能成为有良好开发前景的活疫苗.     

DNA甲基化及其生物学功能

DNA甲基化是一种主要的表观遗传修饰,是调节基因表达的重要手段。作者在介绍了DNA甲基化机制、DNA甲基化的模式、DNA甲基化特点的基础上,重点论述了DNA甲基化发育分化、X染色体失活、基因组印记和杂种优势等方面的作用。     

脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因的克隆及其表达特征分析

本研究根据脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)转录组序列,采用cDNA末端快速扩增技术克隆获得了脊尾白虾丝氨酸羟甲基转移酶基因(SHMT)。该基因cDNA全长为1855 bp,其中,开放阅读框为1407 bp,5?端非编码区为39 bp,3?端非编码区为409 bp,共编码468个氨基酸,预测蛋白质的分子质量为152.55 kDa,理论等电点为4.90。同源性分析显示,脊尾白虾SHMT基因与甲壳类动物真宽水蚤(Eurytemora affinis)同源性最高,为96%。荧光定量分析结果显示,SHMT基因在脊尾白虾眼柄、胃、肝胰腺、心脏、鳃、肠、肌肉、腹索神经、皮下脂肪以及卵巢中均有表达,其中,卵巢表达量最高,心脏次之。不同浓度Cd2+胁迫结果显示,其在低浓度(0.0100、0.0175和0.021 mmol/L) Cd2+胁迫中的表达模式基本一致,呈先升高后下降再升高再下降的趋势;而在高浓度(0.0278 mmol/L) Cd2+胁迫中,该基因表达量很低,甚至不表达,说明高浓度Cd2+胁迫可以抑制该基因的表达,具体机制有待进一步研究。     

森林草莓6mA甲基转移酶基因鉴定及功能分析

通过生物信息学手段,鉴定出森林草莓（Fragaria vesca）基因组中两类可能的6mA甲基转移酶基因5个（3个MT-A70、2个DAMT基因）。对细菌、真菌、动物和植物中的6mA甲基转移酶基因的系统进化分析及染色体定位表明,森林草莓MT-A70基因可分为3个亚家族,且在动、植物分化前就已经存在：两个DAMT基因由物种特异的串联重复产生,且结构变化快,推测其在进化历程中功能发生了分化。转录组数据及实时定量荧光PCR分析显示,各个基因均具有时空表达特异性和非生物胁迫响应。其中1个DAMT基因表达量在果实中较高且随果实成熟上调,推测可能参与调控果实成熟。此外,这5个基因在冷胁迫下表达水平有不同程度下调：而在热胁迫下各基因表达量变化显著不同。由此推测6mA甲基转移酶基因可能参与了森林草莓的生长发育和对冷、热胁迫的响应。