DNA甲基转移酶在表观遗传学中的应用研究进展

1

作者 周文健 崔晓楠 施威扬 《生物技术通报》 北大核心 2025年第2期30-39,共10页

DNA甲基转移酶是一类在DNA甲基化过程中起到关键作用的酶。在生物体内,DNA甲基转移酶可以将甲基基团添加到核酸分子上,从而引入DNA甲基化修饰,改变遗传表现并调控基因表达。DNA甲基转移酶可以在体外进行融合重组表达,并导入细胞在染色... DNA甲基转移酶是一类在DNA甲基化过程中起到关键作用的酶。在生物体内,DNA甲基转移酶可以将甲基基团添加到核酸分子上,从而引入DNA甲基化修饰,改变遗传表现并调控基因表达。DNA甲基转移酶可以在体外进行融合重组表达,并导入细胞在染色质上引入人为的DNA甲基化修饰。利用这一特性,近年来,科研人员通过对基因组特定位置进行甲基化标记,并结合高通量测序,开发了多种基于DNA甲基转移酶的表观遗传测序技术,其应用包括染色质可及性测量、核小体定位、转录因子印迹和组蛋白修饰检测等。这些技术在获得表观遗传修饰信息的同时也可以获得基因组学信息以及内源性的DNA甲基化信息,因此成为了表观遗传学的重要检测方法。本文介绍了表观遗传修饰研究方法,综述了多种基于DNA甲基转移酶检测表观遗传修饰的测序技术的原理及应用,并对其未来的发展进行了讨论与展望,以期为表观遗传学的研究提供参考。 展开更多

关键词 DNA甲基转移酶 DNA甲基化 染色质可及性 DNA-蛋白质互作 测序技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

三维基因组学在神经精神疾病领域的研究进展 被引量：1

2

作者 彭文竹 陈颀 +2 位作者 薛敏玥 孙戴静 江燕 《生理科学进展》 CAS 北大核心 2024年第5期393-401,共9页

神经精神疾病影响着全球数千万人的生活,成为日益严重的社会问题。遗传是介导神经精神疾病发生的重要因素之一。但是,人群全基因组关联研究(genome-wide association studies, GWAS)检测出的疾病风险位点大多位于基因组的非编码区域,是... 神经精神疾病影响着全球数千万人的生活,成为日益严重的社会问题。遗传是介导神经精神疾病发生的重要因素之一。但是,人群全基因组关联研究(genome-wide association studies, GWAS)检测出的疾病风险位点大多位于基因组的非编码区域,是目前进一步鉴定疾病风险基因及推动发病机制研究的瓶颈所在。三维基因组学(three-dimensional genomics)关注染色质空间构象及基因组序列的远程相互作用,相关技术的开发和应用为建立疾病风险位点与靶向基因间的关联提供直接证据,拓展了疾病风险基因的鉴定。与此同时,疾病风险位点与基因相互作用的细胞特异性为理解疾病的发生机制提供了全新思路。最后,染色质空间构象重塑可调控集群基因的转录表达,可能参与介导疾病的表型复杂性及异质性。本文在简单介绍三维基因组学的基础概念和应用的基础上,重点总结及分析其在神经精神疾病领域的研究进展,主要包括精神分裂症(schizophrenia, SCZ)、阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)和孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD),为相关疾病的发病机制研究提供新思路。 展开更多

关键词 三维基因组 神经精神疾病 染色质相互作用 染色质空间构象

在线阅读 下载PDF 职称材料

核酸-蛋白质互作的生物化学研究方法 被引量：6

3

作者 张金璧 潘增祥 +2 位作者 林飞 马雪山 刘红林 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期325-336,共12页

研究核酸-蛋白质的互作是揭示生命活动机理的基础,文章简要综述了用于研究核酸-蛋白质互作的各种生物化学方法。从体内、体外两个研究角度,针对核酸、蛋白以及复合物3个研究水平,概述了硝化纤维膜过滤实验、足迹法、EMSA、Southwestern... 研究核酸-蛋白质的互作是揭示生命活动机理的基础,文章简要综述了用于研究核酸-蛋白质互作的各种生物化学方法。从体内、体外两个研究角度,针对核酸、蛋白以及复合物3个研究水平,概述了硝化纤维膜过滤实验、足迹法、EMSA、Southwestern杂交等经典分析方法的原理、发展和运用。还着重介绍了最近在表观遗传学领域中广泛运用的nChIP、xChIP等基本染色质免疫沉淀(ChIP)技术及其衍生出的ChIP-on-chip等方法。 展开更多

关键词 核酸 蛋白质 互作 足迹 染色质免疫沉淀

在线阅读 下载PDF 职称材料

染色质免疫沉淀技术在研究DNA与蛋白质相互作用中的应用 被引量：5

4

作者 王春雨 石建党 +1 位作者 朱彦 张琚 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期801-807,共7页

在后基因组时代,DNA-蛋白质的相互作用是研究基因表达调控的一个重要领域。与其他方法相比,染色质免疫沉淀技术(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是一种在体内研究DNA-蛋白质相互作用的理想的方法。近年来这种方法与DNA芯片... 在后基因组时代,DNA-蛋白质的相互作用是研究基因表达调控的一个重要领域。与其他方法相比,染色质免疫沉淀技术(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是一种在体内研究DNA-蛋白质相互作用的理想的方法。近年来这种方法与DNA芯片和分子克隆技术相结合,可用于高通量的筛选已知蛋白因子的未知DNA靶点和研究反式作用因子在整个基因组上的分布情况,这将有助于深入理解DNA-蛋白质相互作用的调控网络。总结了染色质免疫沉淀技术的方法,特别介绍了使用这些方法取得的最新进展。 展开更多

关键词 DNA-蛋白质相互作用 染色质免疫沉淀技术(ChIP) DNA芯片 ChIP-克隆

在线阅读 下载PDF 职称材料

全基因组染色质相互作用Hi-C文库制备的优化及其质量控制 被引量：8

5

作者 张香媛 何超 +6 位作者 叶丙雨 谢德健 师明磊 张彦 沈文龙 李平 赵志虎 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期847-855,共9页

Hi-C(highest-throughput chromosome conformation capture)技术是近年出现的一种研究染色质相互作用的关键技术。该技术步骤多、耗时长,涉及的试剂耗材繁杂,目前常规流程还有较多可以改进优化的步骤。本研究以GM12878细胞为材料,通过... Hi-C(highest-throughput chromosome conformation capture)技术是近年出现的一种研究染色质相互作用的关键技术。该技术步骤多、耗时长,涉及的试剂耗材繁杂,目前常规流程还有较多可以改进优化的步骤。本研究以GM12878细胞为材料,通过优化常规Hi-C实验中的交联、酶切、限制性内切酶的失活、末端生物素标记、原位连接等关键步骤,建立了稳健的Hi-C流程,制备了相应的Hi-C文库。文库经初步的Sanger测序等质量控制以后,两个生物学重复文库进行了高通量测序。测序结果利用生物信息学处理发现:原始测序数据中可比对率和配对率分别达到90%和72%左右。此外,去除自连片段(self-circular ligation)和dangling-ends片段以后,可获得超过96%的有效相互作用对,其中染色体内相互作用数据达到60%。进一步的染色体相互作用热图分析可见清晰拓扑学相关结构域TADs(topologically associated domains),与已发表的文献报道一致。而两次生物学重复之间的相关性分析则表明bin coverage和all bin pairs的相关性都极强。上述结果表明通过对常规Hi-C流程关键步骤的优化,本研究建立了高效、稳健、可靠的Hi-C流程,对Hi-C技术的进一步使用与推广具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 Hi-C技术 染色质相互作用 高通量测序

在线阅读 下载PDF 职称材料

染色质构象捕获及其衍生技术 被引量：3

6

作者 翟侃 武治印 于典科 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第9期939-944,共6页

染色质的构象在基因表达调节方面起重要作用.介绍了染色质构象捕获、环状染色质构象捕获、3C碳拷贝、ChIP-loop、ChIA-PET和Hi-C等技术的基本原理及发展历程,对影响实验结果准确性的主要因素进行了分析.目的是为在三维层面研究基因的表... 染色质的构象在基因表达调节方面起重要作用.介绍了染色质构象捕获、环状染色质构象捕获、3C碳拷贝、ChIP-loop、ChIA-PET和Hi-C等技术的基本原理及发展历程,对影响实验结果准确性的主要因素进行了分析.目的是为在三维层面研究基因的表达调控介绍新的研究手段,为功能研究提供新思路,也为相关技术的应用提供理论参考. 展开更多

关键词 染色质空间构象 染色质构象捕获 基因表达调控 染色质相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法 被引量：3

7

作者 赵明明 齐锦生 栗彦宁 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期407-410,共4页

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DN... 反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值. 展开更多

关键词 反向染色质免疫共沉淀技术(Reverse ChIP) DNA-蛋白质相互作用 靶DNA位点相关蛋白质

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于染色质交互数据的基因组组装方法 被引量：2

8

作者 陶婧芬 谢婷 +2 位作者 郑觉非 杨庆勇 张红雨 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期43-50,共8页

伴随着高通量DNA测序技术的不断推陈出新和价格持续下调,如何将scaffolds定位于染色体逐渐成为完整参考基因组获得的关键。高通量染色质构象捕获技术(High-throughput chromosome conformation capture,简称Hi-C)的出现为基因组组装过程... 伴随着高通量DNA测序技术的不断推陈出新和价格持续下调,如何将scaffolds定位于染色体逐渐成为完整参考基因组获得的关键。高通量染色质构象捕获技术(High-throughput chromosome conformation capture,简称Hi-C)的出现为基因组组装过程中scaffolds快速锚位提供了契机。相比于传统的基因组组装方法,基于染色质交互组装基因组的策略实验操作简易、实验和时间成本较低、正确率及分辨率高,在基因组相对复杂的多倍型和高度杂合的物种中有着更大的应用前景。但由于技术本身的限制,该方法还存在分辨率、背景噪声等问题需要解决,有待进一步改进和提高。 展开更多

关键词 高通量染色质构象捕获技术 染色质交互 基因组组装 scaffolds锚位

在线阅读 下载PDF 职称材料

雷帕霉素诱导β-珠蛋白家族基因座位重塑调控该基因的转换表达 被引量：1

9

作者 许兰 肖亦舒 +4 位作者 刘春亚 贾炳豪 杜乐 李冬娜 任立成 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1322-1331,共10页

β-珠蛋白基因编码异常导致的β-地中海贫血是许多亚洲国家最常见的血红蛋白病。深入研究珠蛋白基因表达的分子基础和表观遗传机制,是探索治疗地中海贫血新方案的关键。本研究利用FAIRE、3C及ChIP等主要技术方法,探讨雷帕霉素诱导CD4^(... β-珠蛋白基因编码异常导致的β-地中海贫血是许多亚洲国家最常见的血红蛋白病。深入研究珠蛋白基因表达的分子基础和表观遗传机制,是探索治疗地中海贫血新方案的关键。本研究利用FAIRE、3C及ChIP等主要技术方法,探讨雷帕霉素诱导CD4^(+)T细胞核内染色质重塑过程中,β-珠蛋白家族基因座位的三维相互作用网络及其重塑在功能上调控基因表达的分子机制。结果显示,雷帕霉素处理浓度从低到高的变化过程中,珠蛋白基因染色质的开放程度、基因启动子区与调控元件LCR之间的相互作用频率以及CTCF在基因启动子区的富集效率发生不同的改变,这种变化导致了基因表达模式也呈现相同的变化趋势。10 nmol/L浓度处理时,染色质可及性降低,基因表达下降(P<0.05);20 nmol/L和50 nmol/L浓度时,染色质可及性增加,基因表达上调(P<0.05)。本研究通过这种动态的变化过程阐述了β-珠蛋白家族基因表达转换调控的分子机制,为临床精准治疗提供了理论与临床实践基础。 展开更多

关键词 β-珠蛋白家族基因 染色质重塑 染色质相互作用 染色质可及性 基因表达调控

在线阅读 下载PDF 职称材料

β-珠蛋白基因远程相互作用元件的筛选与功能性分析 被引量：1

10

作者 肖亦舒 许兰 +4 位作者 刘春亚 杜乐 孙元田 李冬娜 任立成 《海南医学院学报》 CAS 2022年第24期1841-1847,共7页

目的:研究表明β-珠蛋白基因在发育过程中呈现选择表达的转换机制,其上游的基因座位点控制区(LCR)调控了β-珠蛋白基因家族的表达模式。为了深入探究β-珠蛋白基因表达调控的分子网络,本文对其他可能参与调控β-珠蛋白基因表达的远程调... 目的:研究表明β-珠蛋白基因在发育过程中呈现选择表达的转换机制,其上游的基因座位点控制区(LCR)调控了β-珠蛋白基因家族的表达模式。为了深入探究β-珠蛋白基因表达调控的分子网络,本文对其他可能参与调控β-珠蛋白基因表达的远程调控元件进行筛选,对β-珠蛋白基因动态调控转换机制进行深入研究。方法:早幼粒细胞经全反式维甲酸诱导分化,以β-珠蛋白基因启动子区及LCR作为环形染色体构象捕获(4C)技术分析的靶位点,通过测序技术与调控元件分析结合,在全基因组筛选与β-珠蛋白家族基因座位发生相互作用关系的位点。结果:根据4C测序结果,筛选出与HBD启动子区及LCR存在相互作用关系的位点。通过染色体构象捕获(3C)验证,结果与测序结果一致。通过甲醛辅助分离调控元件技术及Epiregio在线网站对调控元件功能性分析,结果表明筛选位点AC105129.4、AL354707.17、AC078785.22及AC021646.35均为潜在的参与β-珠蛋白基因调控元件。结论:4C筛选位点与锚定位点相互作用表明了β-珠蛋白家族基因座位在细胞核内复杂的空间组织形式。 展开更多

关键词 Β-珠蛋白基因 环形染色体构象捕获 染色质相互作用 染色体构象捕获

在线阅读 下载PDF 职称材料

乳腺癌中基于开放染色质的环状RNA互作网络构建及功能分析

11

作者 张蕴显 王雅梅 周萍 《首都医科大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期901-910,共10页

目的发现乳腺癌中重要的环状RNA(circular RNA,circRNA)及其参与的分子生物处理过程。方法全基因组范围内分析3种乳腺癌细胞系:MCF-7、T-47D、MDA-MB-231的脱氧核苷酸酶Ⅰ超敏感位点高通测序数据(DNaseⅠhypersensitive sites sequencin... 目的发现乳腺癌中重要的环状RNA(circular RNA,circRNA)及其参与的分子生物处理过程。方法全基因组范围内分析3种乳腺癌细胞系:MCF-7、T-47D、MDA-MB-231的脱氧核苷酸酶Ⅰ超敏感位点高通测序数据(DNaseⅠhypersensitive sites sequencing,DNase-seq)和转座酶可接近性染色质高通测序数据(assay for transposase accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq),筛选出捕获的基因编码序列上对应的活化circRNA,然后基于KEGG pathway对活化circRNA基因进行富集筛选,在此结果中选取3个细胞系共有的活化circRNA基因,依据Gene Ontology的分子生物过程构建乳腺癌活化circRNA基因互作网络。结果表达调控网络识别出111个关键功能模块,主要分为调控类和反应类,此外还包括一些重要的信号通路。将活化circRNA基因互作网络中,连接度大于50的活化circRNA基因定义为hub基因,hub基因对应的circRNA定义为hub circRNA,它们是:PTK2B、PDCD6IP、ABL1、EGFR、RHOA、MTOR、NRP1、ATR、CTNNB1、ILK、NF1、PRKCA、HNRNPK、MEF2C、PMAIP1、LYN、NR4A3、SRF、AREG、PML、PTK2、ROCK2、TGFBR2、VEGFA、DLG1、HRAS、ITGA2、CREB1、STAT3、RUNX2和TIAM1。结论乳腺癌细胞染色质中处于活化状态的circRNA,其参与的生物过程主要是正、负调控细胞周期、凋亡、增生、分化等重要的细胞生物过程,因此表明circRNA在乳腺癌的发生发展过程中起到重要作用。 展开更多

关键词 乳腺癌 环状RNA 开放染色质定位 高通量测序 circRNA互作网络

在线阅读 下载PDF 职称材料

植物三维染色质构型研究进展 被引量：2

12

作者 董芊里 王金宾 +1 位作者 李晓宠 宫磊 《遗传》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期73-86,共14页

染色质在细胞核内的缠绕、折叠及其在细胞核内的空间排布是真核生物染色质构型的主要特征。在经典DNA探针荧光原位杂交显微观察的基础上,基于新一代测序技术的Hi-C及ChIA-PET染色质构型捕获技术已经被广泛应用于动物及植物细胞核染色质... 染色质在细胞核内的缠绕、折叠及其在细胞核内的空间排布是真核生物染色质构型的主要特征。在经典DNA探针荧光原位杂交显微观察的基础上,基于新一代测序技术的Hi-C及ChIA-PET染色质构型捕获技术已经被广泛应用于动物及植物细胞核染色质构型的研究中,并以新的角度定义了包括:染色体(质)域(chromosome territory)、A/B染色质区室(compartment A/B)、拓扑偶联结构域(topological associated domains,TADs)、染色质环(chromatin loops)等在内的多个更为精细的染色质构型。利用以上两种主流技术,越来越多的植物物种染色质构型特征被鉴定、分析和比较。本文系统分析和总结了近年来以植物细胞为模型的细胞核染色构型领域取得的重要成果,包括各级染色质构型特征的组成、建立机制和主要影响因素等。在此基础上,分析了目前研究植物染色质构型技术的瓶颈和突破性的技术进展,并对后续研究主要关注的问题和研究内容进行了展望,以期为相关领域的研究提供更多的理论参考和依据。 展开更多

关键词 染色质构型 高通量染色质构象捕获测序 末端配对标签测序 染色质区室 拓扑偶联结构域

在线阅读 下载PDF 职称材料

染色质互作相关转录因子的挖掘及功能分析

13

作者 王琪 丁砚书 +1 位作者 耿宝宝 聂玉敏 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第4期406-414,共9页

染色质互作是真核生物基因组组装的基础,并且在调控真核基因细胞特异性表达中发挥重要作用.染色质互作的发生与特定的蛋白质有关,目前已经发现CTCF (CCCTC binding facor,转录阻抑物)和黏连蛋白与染色质互作相关,然而并不清楚是否还有... 染色质互作是真核生物基因组组装的基础,并且在调控真核基因细胞特异性表达中发挥重要作用.染色质互作的发生与特定的蛋白质有关,目前已经发现CTCF (CCCTC binding facor,转录阻抑物)和黏连蛋白与染色质互作相关,然而并不清楚是否还有其他蛋白质参与染色质互作.我们将整合高通量染色体构象捕获(Hi-C)和染色质免疫沉淀-测序(ChIP-seq)数据,在GM12878和K562细胞系中挖掘与染色质互作相关的转录因子,并对发现的转录因子做功能分析.我们在频繁发生互作的染色质位点中发现RUNX3、SPI1等转录因子也可能参与染色质互作.另外,通过FP-growth的数据挖掘方法还发现多个转录因子可能协同作用参与染色质互作.研究结果将为染色质互作相关实验的开展提供先验知识. 展开更多

关键词 染色质互作 转录因子 FP-GROWTH Hi-C

在线阅读 下载PDF 职称材料

lnc1343对小鼠胚胎干细胞多能性的影响及其基因座潜在作用机制

14

作者 陈绍恢 苏光松 +1 位作者 陈军 吕万革 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期258-269,共12页

哺乳动物基因组可以转录数以千计的长非编码RNA(longnon-coding RNA,lncRNA),lncRNA能够在多种层次以灵活的方式对基因表达进行调控.尽管lncRNA在基因表达调控过程中的作用已经毋庸置疑,但目前只有少数lncRNA的功能和作用机制得到了研究... 哺乳动物基因组可以转录数以千计的长非编码RNA(longnon-coding RNA,lncRNA),lncRNA能够在多种层次以灵活的方式对基因表达进行调控.尽管lncRNA在基因表达调控过程中的作用已经毋庸置疑,但目前只有少数lncRNA的功能和作用机制得到了研究.lnc1343是一条由小核仁RNA宿主基因3所转录的lncRNA,其表达失调与许多人类疾病有密切关联.研究结果表明lnc1343能够通过自身转录本来调控小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells,mESCs)的多能性维持,CRISPR-cas9介导的lnc1343的转录起始位点和基因座的敲除显著降低了多能性基因(Nanog,Sox2,Oct4)的表达,同时也能通过邻近调控相邻基因Rcc1的表达.此外,通过对Chip-seq数据库的分析,发现lnc1343基因座位存在大量的H3K27ac以及H3K4mel的表观遗传修饰,通过Capture C实验捕获与lnc1343基因座位相互作用的DNA区域,发现大部分相互作用区域位于基因的启动子区,表明lnc1343基因座位可能发挥增强子功能,通过长距离染色质相互作用调控基因表达,进而调控mESCs多能性.总之,lnc1343不仅可以通过自身的转录剪切形成的lncRNA来调控mESCs的多能性,同时也能通过其基因座位调控染色质的长远距离相互作用. 展开更多

关键词 lnc1343 lncRNA 胚胎干细胞 Capture C 染色质长远距离相互作用

在线阅读 下载PDF 职称材料