“表观遗传调控的分子机制”研究组——王占新研究组介绍

正表观遗传是指在不改变基因的核苷酸序列的情况下,基因表达性状的可遗传性。表观遗传信息往往通过DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等信息进行传递,对基因的表达调控起重要作用,与机体发育和人类健康密切相关。表观遗传信息由特定的蛋白酶加载,并被特定的结合蛋白识别发挥后续效应,或者被相应的酶去除。表观遗传信息的读写异常与人类的多种疾病相关,因此,研究相关蛋白质复合物的分子机制将为揭示表观遗传调控的奥秘,以及靶向这些蛋白异常导致的人类疾病提供重要分子基础。王占新研究组主要致力于表观遗传信息的修饰以及读取过程中参与的蛋白质复合物分子机制的研究。在高等动物中,表观遗传信息往往是加载在核小体上的,     

昆虫DNA甲基化研究进展

DNA甲基化作为重要的表观遗传修饰,在动植物生长发育过程中发挥着重要作用,一直是表观遗传学的研究热点.然而,有关DNA甲基化在昆虫生长发育及环境响应过程中的功能及调控机制尚不明确.针对目前已鉴定到的昆虫DNA甲基转移酶的种类及其结构、DNA甲基化作用方式及调控机制、昆虫DNA甲基化相关研究方法等进行综述,以期为后续深入了解昆虫及其他节肢动物的表观遗传调控机制提供参考.     

父代肥胖对精子表观遗传跨代继承的影响

父代肥胖会导致精子表观遗传修饰的改变,这种异常的表观遗传修饰会传递至后代,对后代健康产生严重影响.本文主要综述了由于父代肥胖所致的DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传修饰的异常及其跨代继承的机制,从表观遗传水平阐述父代肥胖对自身和后代健康的影响,可为后代相关疾病的预防和诊断提供参考资料.     

DNA甲基化数据的可视化分析

DNA甲基化作为一种重要的表观遗传修饰,在生长发育、基因调控、染色质结构、分子印记以及许多疾病中起着至关重要的作用.随着各种测序技术的不断发展产生了大量的DNA甲基化数据,对其数据进行分析是目前DNA甲基化研究的一个热点和难点.目前针对于DNA甲基化数据的研究主要体现在基因组的局部区域上,而针对全基因组的分析则无法直观表现.为了更加直观的分析同一位点不同修饰信号的DNA甲基化数据间的差别,本文采用了一种专门针对表观遗传研究的数据库—WashU Epigenome Browser,针对人类表观遗传学药物数据库(HEDD)中的疾病数据,可视化的分析不同修饰信号间的差异并用数据波峰图来解释说明.     

DNA甲基化在砷致动脉粥样硬化中的研究进展

砷暴露是动脉粥样硬化发生的危险因素,分子机制尚不明确.近年来,表观遗传学在环境暴露相关疾病中的重要作用越来越受到重视,DNA甲基化作为最主要的表观遗传现象,其模式的改变会影响到基因表达,促进动脉粥样硬化的发生发展.文章就DNA甲基化在砷致动脉粥样硬化中的影响展开论述.     

能否人为控制表观遗传的调控?

表观遗传学是研究非DNA序列改变所引起的可遗传的表型变化.其科学意义在于补充自然进化的理论,其应用范围已经涉及众多疾病领域.能否通过人为控制表观遗传调控使细胞选择性地遗传性状,从而治疗某些疾病?     

低氧与表观遗传学互作的研究进展

表观遗传学是指基因组DNA序列不发生改变的情况下,基因表达水平发生变化从而导致的可遗传表型变化的现象.表观遗传可通过与低氧诱导因子(HIF)家族协同作用,以促使细胞适应低氧环境,从而参与到低氧应答的调控过程中.现就表观遗传学通过以下四个方面与低氧应答进行综述:1)VHL与PDH3调控HIF稳定性;2)通过影响HIF-1α共激活复合物的活性、HRE位点的修饰、HIF结合位点或附近区域的染色质活性,阻止HIF与HRE位点结合;3)组蛋白脱甲基酶对低氧应答相关基因的转录调控;4)低氧环境引起细胞内整体的组蛋白修饰程度和DNA甲基化水平改变.     

表观遗传学研究进展

 概述了表观遗传调节模式、表观遗传调节的效应、植物表观遗传学的研究进展等。在每种细胞中,都会发生一部分特异基因激活、另一部分基因抑制的现象,形成多种基因表达模式。表观遗传指DNA序列不发生变化,而基因表达发生可遗传改变的现象。表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等,产生基因组印记、母性影响、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活等效应。表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果,其效应通过调节基因表达,控制生物学表型来实现。正是因为表观修饰对于维持生物体内环境和各器官系统功能的重要性,表观遗传的异常会引发疾病,这也成为药物和治疗方案设计的着眼点。     

表观遗传调控滇重楼内生真菌活性物质的合成

提出化学表观筛选——分子遗传平台策略,利用表观遗传理论调控滇重楼内生真菌抗菌活性物质的合成。化学表观遗传筛选是对真菌进行高通量化学表观抑制剂的筛选,旨在经济快捷地获得抗菌活性物质合成受到表观调控的菌株;建立分子遗传平台是根据同源基因克隆真菌的相关表观遗传酶类基因,靶向改变表观遗传酶类的表达,旨在获得遗传稳定性高的改良菌株。     

恐惧记忆的DNA甲基化机制研究进展

综述了在恐惧记忆发生过程中DNA甲基化可能的作用机制,指出了中枢神经系统DNA甲基化的改变可以调控基因转录和海马神经发生,甚至通过精子DNA甲基化水平的改变传递给后代,从而参与恐惧记忆的表观遗传修饰.临床研究表明:人类确实存在创伤后应激障碍的代际遗传现象,结合分子生物学的研究成果.探讨了未来有望在创伤后应激障碍等精神疾病诊治上取得的进展.     

非编码RNA调控心脏重构与再生

近年来, 越来越多的证据表明, 大量的非编码RNA(non-coding RNAs, ncRNAs)在基因的表达调控、细胞和机体的生理功能维持与病理环境调节方面都有重要作用, 其中主要包括微小RNA(microRNAs, miRNAs) 和长链非编码RNA(long non-coding RNAs, lncRNAs).心脏重构与再生是心血管疾病领域的关键问题, 其调控过程非常复杂, 包括表观遗传、转录、转录后及翻译水平的调控. 大量研究发现在转录后水平, miRNAs 通过负性调节靶标的表达调控心脏发育、疾病及再生进程. 近期研究揭示, lncRNAs 在心脏发育和疾病中具有潜在的作用, 可通过表观遗传、转录及转录后水平发挥作用. lncRNAs 已成为继miRNAs 之后的又一重要的调节性非编码RNA. 就非编码RNA 在心脏重构及再生进程中的调控作用进行综述.     

p38-p53-p21信号通路参与调控血管紧张素-Ⅱ诱导的人血管平滑肌细胞衰老

血管紧张素-Ⅱ(AngiotensinⅡ,AngⅡ)是一个重要的血管活性肠肽,对血管的结构和功能有重要的调控作用.研究显示,伴随机体代谢形成的AngⅡ激活后在体内外均可诱导血管平滑肌细胞发生衰老.但AngⅡ究竟通过哪条信号通路引起人血管平滑肌细胞衰老,衰老的细胞在RNA和蛋白质层面上到底发生了哪些改变,仍不清楚.为此,本研究通过转录组测序(RNA-seq),结合实时定量PCR(qPCR)以及Western blot等方法研究AngⅡ诱导人血管平滑肌细胞衰老中的基因表达谱改变及参与的信号通路,发现参与其他细胞衰老的TGF-β信号通路在AngⅡ诱导的人血管平滑肌细胞衰老中受损.研究进一步发现p38-p53-p21信号通路参与调控人血管平滑肌细胞的诱导衰老过程;而p38-p16信号通路则不参与此衰老调控.本研究也提供了证据支持p53的调控也发生在磷酸化水平上.     

DNA甲基化的研究进展

表观遗传学作为近年来炙手可热的研究方向,主要描述发育过程中基因与环境间的相互作用,其研究已经深入到各个学科领域,在疾病筛查、诊断和治疗等方面获得了显著的突破.其中,DNA甲基化在不涉及基因序列的改变下,通过向特定碱基添加甲基基团从而调控基因的表达,在调节细胞增殖和分化中起着重要的作用,是当前表观遗传学研究的热点领域之一...     

原核DNA甲基化的表观调控作用的研究进展

自从2009年第三代DNA测序技术平台商业化以来，测序、绘制原核DNA甲基化组飞速发展，10余年来已完成甲基化组测序的细菌超过4 000种，极大推动了原核表观遗传学的研究.越来越多的研究表明，DNA甲基化修饰不仅仅局限于宿主的防御功能，而且广泛参与各种细胞过程及基因的表达调控，在染色体的复制起始、细胞周期、致病性、抗生素抗性等方面起到了重要的作用.在简要回顾原核DNA甲基转移酶及其甲基化修饰的相关研究的基础上，着重对近期原核甲基化修饰的调控作用的研究进展进行综述，以期推动原核甲基化修饰表观遗传的研究.     

肿瘤发生的表观遗传机制和表观治疗方法

表观遗传包括通过DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和RNA干扰等,通过这些机制干扰了正常基因的功能。越来越多的研究表明,DNA甲基化和组蛋白修饰异常,在多种肿瘤的发生中起重要作用。本文对表观遗传的分子机制,和同肿瘤发生的关系,以及肿瘤的表观治疗策略作了详细的综述。     

表观遗传因子在不同基因组区域的分布模式研究

应用人类CD4阳性T细胞表观遗传因子高通量定位、DNA甲基化修饰和基因表达谱数据,对基因启动子、外显子和内含子区域间的表观遗传因子分布模式进行了分析;同时,研究了不同基因组区域基因表达状态与表观遗传因子分布模式的内在关系,并应用功能富集分析阐释了表观遗传因子协同调控模式与基因功能的相关性.结果表明:DNA甲基化等表观遗传因子的分布模式在启动子、外显子和内含子区域间存在显著差异,并且表观遗传因子分布模式与基因表达状态密切相关.DNA甲基化与其他表观遗传因子间存在组合调控,拥有特定调控模式的相关基因与人类CD4阳性T细胞所行使的免疫系统过程、免疫应答、白细胞活性和淋巴细胞活性等生物学功能显著相关.     

骨髓间充质干细胞衰老的不良影响及其分子机制

随着老龄人口数量迅速增长，老龄化问题日益严重。临床科研工作者愈发重视衰老性疾病的诊治，提高老年人的生活质量。在这一过程中，基于细胞的治疗手段显示出其独有的优势和广阔的应用前景。骨髓间充质干细胞是组织工程和再生医学领域中主要的候选细胞，具有独特的自我更新和分化潜能，以及显著的免疫调节活性。骨髓间充质干细胞发生复制性衰老，可引起包括骨质疏松在内的与年龄相关的退行性疾病，其中端粒缩短、氧化应激损伤和表观遗传学改变是导致骨髓间充质干细胞衰老的重要因素。以“bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs, senescence, aging”为英文检索词，以“骨髓间充质干细胞、衰老”为中文检索词，分别检索PubMed和中国知网数据库收录的相关文献，综述骨髓间充质干细胞衰老的研究进展，以期为相关衰老性疾病的诊治提供新的依据。     

植物激素对花瓣衰老影响的研究进展

衰老是植物生长发育过程中的一个生物学现象.花瓣的衰老是开花植物有性生殖的一个组成部分.近年来,随着对花瓣衰老的深入研究,许多植物激素被证实参与了花瓣衰老的过程.主要阐述了目前对花瓣衰老的相关认识,以及各类植物激素在花瓣衰老中的调控作用和相关分子机制.     

TET双加氧酶和TDG糖苷酶介导的DNA主动去甲基化

<正>DNA甲基化是表观遗传修饰的一种重要方式。哺乳动物中DNA甲基化主要发生在Cp G双核苷酸中胞嘧啶的五位碳原子上,可以引起染色质结构和基因活性的改变,在基因印迹、X染色体失活、发育调控以及转座子沉默和基因组稳定性的维持等方面发挥重要作用。有人把基因组甲基化比作细胞的记忆,当分化成生殖细胞和精卵结合产生下一代时就要抹去"前世"的记忆,涅槃重生。这么比喻是由于在哺乳动物中,基因组甲基化水平随着个体发育和繁殖呈现周期性的变化,其     

外刊

<正>Cell本期《细胞》发表了中科院动物研究所科学家发现高等真核生物中DNA新修饰方式的论文,文中阐述DNA甲基化作为重要表观遗传机制调控基因的表达,从而影响一系列的生物学过程,如细胞命运决定、发育和组织、器官的稳态维持。医学上,DNA甲基化失调与人类疾病密切相关,如肿瘤。