细胞非对称分裂与姐妹染色体非随机分离研究进展

细胞非对称分裂与染色体非随机分离一直是生命科学研究领域的热点,细胞非对称分裂包含形态学非对称分裂与功能性非对称分裂,对于生命世代延续与维持个体组织功能完整意义重大.近年来,在生殖细胞与干细胞研究领域,对于细胞非对称分裂现象的研究取得了一些新的进展,这些进展有助于理解和认识细胞非对称分裂的形成及其调控机制.哺乳动物卵母细胞成熟过程中非对称分裂(形成较大体积的卵子和较小体积的极体)是形态学非均等分裂的代表;而损伤所诱发的干细胞的增殖则是细胞功能性非对称分裂的代表,这一过程所产生的两个后代细胞尽管形态近似,但是具有不同的命运与功能,一个留在原来微环境中继续维持干细胞特性,另外一个则分化成为功能性细胞,替代坏损细胞的功能.细胞在形态学与功能性的非均等分裂,其根源都是细胞核物质的选择性分离.果蝇(Drosophilamelanogaster)的精巢组织可在体外进行活体显微观察,能够对精原干细胞的细胞非对称分裂与姐妹染色体分离的实时观察研究,近年来细胞非对称分裂与姐妹染色体分离的研究结果主要来自果蝇.本文结合近年来关于果蝇精原干细胞的姐妹染色体的非对称分离的研究,对细胞非对称分离的假说、研究手段及其可能的调控机制等进行回顾总结,希望能为该领域的未来发展提供一些思路与借鉴.     

STAT1和组蛋白乙酰化修饰调控鸡lncRNA-BMP4转录研究

【目的】 探讨影响鸡长链非编码RNA （long chain noncoding RNA,lncRNA）-骨形态发生蛋白4（bone morphogenetic protein 4,BMP4）启动子转录的因素,并对调控lncRNA-BMP4特异表达的分子机制进行研究。【方法】 以鸡肌肉基因组为模板,PCR扩增并克隆鸡lncRNA-BMP4的启动子区,构建lncRNA-BMP4-EFGP载体,对lncRNA-BMP4启动活性进行定性分析;通过染色体5'-末端缺失的方法和双荧光素酶系统检测筛选lncRNA-BMP4启动子核心区域。通过在线工具预测分析调控核心区域的潜在转录因子;利用点突变和双荧光素酶系统筛查真正影响lncRNA-BMP4的转录因子;通过表观修饰验证DNA甲基化、组蛋白乙酰化对lncRNA-BMP4的转录调控作用。【结果】 试验成功扩增lncRNA-BMP4启动子片段1 288 bp,与pEGFP-N1载体连接后转染鸡成纤维细胞系（DF-1）具有荧光表达,说明lncRNA-BMP4启动子有启动活性。染色体5'-末端缺失和双荧光素酶系统检测发现,核心启动子区域为―832~―651 bp,Jaspar数据库分析筛选到核心区域的转录因子有SOX17、CREB1及STAT1。双荧光素酶系统检测发现,STAT1可促进lncRNA-BMP4核心启动区域的活性;DNA甲基化抑制剂5'-Azacd对lncRNA-BMP4的转录活性未有任何影响,而组蛋白乙酰化抑制剂TSA可极显著提高其转录活性（P<0.01）。【结论】 提示lncRNA-BMP4的转录活性受STAT1和组蛋白乙酰化的正调控,而DNA甲基化不影响其转录。研究结果为详细解析lncRNA-BMP4的功能和分子机制提供了理论依据。     

核桃基因组DNA甲基化修饰位点的MSAP分析

以‘中宁强’核桃品种成熟叶片为材料,采用优化的MSAP反应体系,在全基因组水平对核DNA进行甲基化修饰位点分析,结果表明:选用20对引物组合,共扩增出1 060条清晰、重复性好的谱带,平均每对引物扩增出53条谱带,其中,甲基化位点241个,甲基化修饰比例为22.73%。对部分核桃DNA甲基化修饰位点进行回收测序,得到10条存在DNA甲基化修饰的DNA序列,BLASTn分析表明,核桃基因组中多种类型的DNA序列存在甲基化修饰现象。     

Role of miRNA in Mammary Gland Development and Lactation

miRNA can regulate development and milk yield of the mammary gland through epigenetic mechanism.miRNA can directly and indirectly modulate the activity of the epigenetic machinery,target genes through post-inhibition of translation initiation,mediate miRNA decay,target genes and inhibit the positive regulation,regulate tone modification,and regulate DNA methylation of target genes.Here we reviewed the role of miRNAs in mammary gland development and lactation.Researching miRNA in mammary gland development and lactation process,and understanding the response of the epigenetic mechanisms to external stimuli will be an important necessity to devise new technologies for maximizing their activity and milk production in the dairy cow.     

印记基因对哺乳动物胚胎和胎盘发育的调控机制

印记基因在调控哺乳动物的众多生命进程中发挥着重要作用,尤其是在生命形成初期,印记基因通过表观遗传修饰决定等位基因的表达和沉默,调节着胚胎和胎盘的生长发育。印记基因在胎盘和胚胎中的表达紊乱与胎儿生长受限、发育停止以及甲状腺脱毒症等密切相关,因此深入探索印记基因对胚胎和胎盘发育的调节机理对于哺乳动物胎儿宫内发育迟缓、出生缺陷以及后期疾病的预防具有重要的指导意义。本文综述了印记基因的主要特点、性腺中印记的擦除、重建与表观遗传修饰及印记基因调控哺乳动物胚胎和胎盘发育的最新研究进展。     

Comparison the effects of 5-Aza-2′-deoxycytidine and zebularine on the in vitro development,blastocyst quality,methylation pattern and conception rate on handmade cloned buffalo embryos

In this study we treated the handmade cloned (HMC) buffalo embryos with the DNA methylation inhibitors; 5-aza-2′-deoxycytidine (AzadC) or Zebularine individually after post-fusion and during in vitro culture till eighth day. The blastocysts production rate significantly improved (p < .01) after treating embryos independently with 5 nM AzadC and 5 nM zebularine compared with 2 and 10 nM AzadC or zebularine groups, respectively. The highest cleavage rates were obtained for 5 nM treatment of AzadC and zebularine compared with other treatments and untreated control group. Quality of blastocysts were evaluated using total cell number (TCN) and the ratio of number of inner cell mass (ICM) cells/total cell number (ICM/TCN). Zebularine treatments (2/5/10 nM) significantly improved both TCN and ICM/TCN ratio compared with AzadC treatments (2/5/10 nM); however, control group TCN and ICM/TCN ratio was found lower. The methylation percentage of pDS4.1 and B. bubalis satellite DNA were comparatively more attenuated with 5 nM zebularine than 5 nM AzadC treatment. The increased in vitro development rates of the treated embryos were correlated with the decreased level of DNA methylation and the improved blastocyst quality. Following transfer of 5 nM zebularine treated embryos to 6 recipients, 4 were found to be pregnant, though the pregnancies were not carried to full term.     

施氮处理下入侵植物黄顶菊表观遗传变异与表型可塑性响应特征

为明确不同氮素水平对黄顶菊入侵性的影响,本文模拟4种农田施氮梯度,采用甲基化敏感扩增多态性(MethylationSensitive Amplification Polymorphism,MSAP)技术研究不同处理下黄顶菊叶片DNA甲基化的变化特征,以及黄顶菊生物量、生长和光合生理指标的表型可塑性响应特征。结果表明:18对引物共扩增出690条MSAP条带,引物多态性百分比为86.38%,T2(275 kg·hm~(-2))和T3(375 kg·hm~(-2))施氮处理下半甲基化和总甲基化水平变化差异显著,各施氮处理的全甲基化水平与CK处理比较变化差异显著;施氮量的升高显著增加了黄顶菊的生物量和根生物量分配,而降低了支持结构生物量分配,同时促进了植物的营养和生殖生长及其光合作用;施氮处理下黄顶菊花蕾数、叶面积指数和根生物量的表型可塑性指数最高,分别为0.824 7、0.666 0和0.531 1,而生物量分配和光合生理指标的表型可塑性指数相对较低,表明黄顶菊主要通过调节自身的营养和生殖生长及根生物量等指标来适应环境氮素水平的变化;表型可塑性与表观遗传变异相关性分析的结果表明,黄顶菊半甲基化、全甲基化和总甲基化水平分别与花蕾数、根生物量、株高、叶面积指数、根生物量呈显著负相关,而与叶生物量比呈显著正相关。     

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。     

植物DNA甲基化与表观遗传

非DNA序列遗传信息的传递称为表观遗传,它不涉及基因序列的改变,不符合孟德尔式的遗传方式。其中DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰方式,是调节基因组功能的重要手段。简要论述了植物DNA甲基转移酶、甲基化方式、发生位置及DNA甲基化所引起的表观遗传现象。