INO80参与拟南芥气孔数量调控的分子机制

气孔是植物表皮特有的结构,参与到植物的呼吸、蒸腾作用等多种生理活动.植物通过气孔与大气进行气体交换.INO80是一类保守的染色质重塑因子,可以与组蛋白变异体H2A.Z结合.与野生型相比,拟南芥ino80缺失突变体对于渗透压的敏感度及其失水率都有明显提高.与此相应的是,ino80缺失突变体植物表现出气孔明显增多的表型.bHLH转录因子家族中的SPCH和MUTE对于气孔的发育起到正调控的作用.RT-PCR检测显示,在ino80突变体的背景下,气孔正调控基因SPCH和MUTE的表达量都显著上调.ChIP-PCR实验显示,相对于野生型,H2A.Z在SPCH和MUTE上染色质的分布在ino80缺失突变体内下调.我们的工作表明,在拟南芥中,INO80可能通过调控气孔正调控基因染色质区域组蛋白变体H2A.Z的分布影响靶基因的转录水平,进而改变气孔数量以及植物的相应生理指标.     

拟南芥染色质重塑因子编码基因INO80新的可变剪切转录本

可变剪切是基因转录本调控的重要方式之一,在植物中大量存在.研究表明可变剪切存在于植物不同发育阶段以及受应答环境变化的调控.INO80是一类保守的染色质重塑因子,在表观遗传学调控中发挥着重要的作用.我们在对拟南芥INO80展开功能分析时,意外发现了一个新的可变剪切转录本,At3G57300.3.通过定量PCR发现其表达具有一定的器官特异性,在不同条件处理时其转录水平也会发生变化.At3G57300.3编码了含有918个氨基酸的截短蛋白,在体外能够与H2A.Z-H2B结合,但缺乏完整的ATPase结构域,因而可能发挥着与全长蛋白不同的功能.     

水稻染色质重塑因子OsINO80通过调节植物激素水平参与避荫反应

在农业生产中，为提高产量而进行的高密度种植常引起避荫反应(shade avoidance)。避荫反应是植物为了更好的获得阳光而进化出的机制，在植物适应外界环境变化中发挥着重要的调控作用。目前虽有表观遗传因子调节避荫反应的报道，但对相关机制仍知之甚少。本文报道了水稻染色质重塑因子INO80家族成员OsINO80在避荫反应中的正向调控作用。OsINO80敲减植株表现出对避荫条件不敏感的表型，转录组数据分析发现OsINO80不仅促进了一些暗形态建成基因的表达，也抑制了很多光形态相关基因的转录水平，这些基因主要涉及到参与避荫反应的多种植物激素的生物合成过程。综上所述，本研究初步揭示了OsINO80可能通过调节植物激素的代谢水平调控水稻避荫反应。     

新研究解决核孔复合物调控亚端粒基因沉默

端粒是真核生物染色体中基因调控的一个特殊的位点,位于端粒附近的基因其转录活性往往受到抑制,但细胞如何精确地调控端粒末端基因转录沉默的作用机理尚不清楚。我国科研人员应用系统生物学手段分析,发现核孔复合物Nup170的缺失能导致端粒位置效应的消失,Nup170与组蛋白泛素化、组蛋白乙酰化、染色质重塑分子等众多参与染色质结构的基因存在着遗传互作,并发现其与染色质重塑分子Sth1之间存在着物理相互作用。研究人员还系统地绘制了Nup170在基因组的结合草图,发现了Nup170与亚端粒的结合依赖于端粒沉默信息分子Sir4途径。这项研究成果首次揭示出核孔复合物通过与染色质重塑分子作用调控亚端粒区     

拟南芥开花时间的分子遗传调控

拟南芥开花主要受四种遗传途径调控,即:光周期途径,春化途径,自主途径和赤霉素途径。各种途径之间通过CO,FLC,FT,SOC1等主效基因的相互作用,最终调节花特异性基因AP1和LFY的表达,从而调控拟南芥的开花时间,其中各种突变体的研究揭示了相关基因的功能。这些主效基因中,CO基因对光周期途径是特异的,FLC基因对开花起抑制作用。其它因素如环境、基因染色质结构的改变、酶等对拟南芥开花时间的影响有待进一步的研究。     

利用寡核苷酸芯片进行拟南芥SO2胁迫基因表达谱分析

运用拟南芥寡核苷酸芯片ATH1,分析SO2胁迫对拟南芥基因表达谱的影响.在22 810个探针中共检出30 mg*m-3SO2胁迫组与对照组间表达改变1倍以上的基因494个,其中上调220个,下调表达274个,主要涉及与细胞代谢(189个)、结合(177个)、转录调控(74个)、结构分子(55个)、信号转导(53个)、物质运输(39个)等功能相关的基因.胁迫组中与细胞防御相关的基因,包括防御酶基因、病程相关蛋白PRs和细胞壁防御相关基因等表达上调.结果表明,SO2胁迫时植物细胞能够通过对基因转录的调控,从分子水平上改变细胞的生理过程,提高植株对逆境的适应性.     

肌动蛋白的聚合动力学研究进展

肌动蛋白的聚合和解聚动力学过程与其功能的行使有密不可分的关系:肌动蛋白如要在细胞内行使其功能就一定涉及到其聚合动力学过程.肌动蛋白的聚合过程可分为4个步骤:肌动蛋白单体的活化;肌动蛋白单体聚合成核;肌动蛋白纤维生长的过程;聚合达到动态平衡,肌动蛋白纤维不再生长.一些影响肌动蛋白聚合过程的因素,比如,核酸和肌动蛋白相关蛋白也在文中做了讨论.其目的在于更深入地了解生物大分子如何组装成更复杂的体系以及这些体系在细胞中怎么行使功能.     

水稻C2H2型锌指蛋白OsZAT12转化拟南芥功能的初步研究

摘要:植物C2H2型锌指蛋白是植物转录调节因子中的大家族,通过转录调控、翻译后调节和蛋白质间的相互作用在植物发育和环境胁迫中发挥关键作用. 本研究在水稻基因组中克隆到一个C2H2型锌指蛋白,命名为OsZAT12. 生物信息学分析显示OsZAT12全长597bp,其中不包含内含子,其蛋白质序列含有199个氨基酸,具有两个典型的C2H2锌指结构. OsZAT12蛋白定位于细胞核,在根中特异性表达.过表达拟南芥植株与野生型比较,其根变短,子叶的变绿率明显降低,植株矮小.初步推断OsZAT12可能影响植物生长发育尤其是根的伸长.     

配子及早期胚胎发育过程中的染色质高级结构

细胞核内染色质的空间高级构象影响基因的转录调控,进而影响基因功能.近年来,由3C技术衍生而来的"C"方法,结合二代测序技术,尤其是Hi-C技术的出现和发展,为我们研究细胞核内高分辨率的染色质高级结构提供了强有力的平台.在胚胎发育过程中,基因表达的时空调控是生命个体正常生长发育的关键,而染色质结构正是调控这一过程的基础.精子和卵子的染色质构象截然不同,精子染色质高度压缩,呈现高频率的染色体间相互作用和超长距离的染色体内相互作用.MII期卵母细胞处于分裂中期,没有明显的TAD和compartment之分.受精之后,全能性的受精卵结构松散,随着发育进程逐渐压紧,其染色质高级结构的建立不依赖于受精卵基因组转录的激活,而是依赖于基因组的复制.接下来,我们对早期胚胎发育过程中染色质三维结构的变化进行详细归纳总结.     

一个拟南芥C2H2锌指蛋白的结构域分析

At3g23140是拟南芥中仅含有一个C2H2锌指结构的转录因子,主要含有N端的C2H2锌指结构和C端的类似EAR两个结构域.将〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖WTBZ〗〖STB3〗中仅含C2H2锌指结构区域不同长度的两个基因片段〖WTBX〗〖STBX〗A1〖WTBZ〗〖STB3〗(240 bp),〖WTBX〗〖STBX〗A2〖STB3〗〖WTBZ〗(410 bp)克隆到植物表达载体pMON530 35S启动子的下游,并转化野生型拟南芥.经过筛选得到稳定遗传的T3代纯合转化子.对转基因植株研究表明, 35S::〖WTBX〗〖STBX〗A2〖STB3〗〖WTBZ〗转基因植株的内源乙烯释放量明显低于野生型,这与〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖STB3〗〖WTBZ〗插入失活突变体〖WTBX〗〖STBX〗cs16966〖STB3〗〖WTBZ〗的表型是一致的,而35S::〖WTBX〗〖STBX〗A1〖WTBZ〗〖STB3〗转基因植株的内源乙烯释放量与野生型没有明显区别.表明A2片段的过量表达产生了显性抑制的作用,这种显性抑制效应很可能是由于 A2蛋白片段与〖WTBX〗〖STBX〗At3g23140〖STB3〗〖WTBZ〗表达产物所调控的核酸序列竞争结合所导致.而A2片段C端所含有的非锌指结构域是At3g23140蛋白与靶基因序列结合所必需的.     

AtbZIP19和AtbZIP23蛋白的原核表达

bZIP类转录因子参与调控多种生物学过程,包括植物生长、花的发育、种子的成熟、衰老、光信号传导、损伤修复、病菌防御以及对各种环境胁迫的响应等。文章构建AtbZIP19和AtbZIP23基因的原核表达载体,并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行了蛋白表达;提取拟南芥植株总RNA,通过RT-PCR克隆AtbZIP19与AtbZIP23基因cDNA全长;将pET-32a+载体和聚合酶链反应(PCR)产物进行双酶切,通过DNA连接反应将2个基因定向克隆到pET-32a+质粒中;经菌液PCR和测序鉴定获得阳性克隆后,将重组质粒转化至大肠杆菌原核表达菌株BL21(DE3),经异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导后表达得到目的蛋白。     

水稻染色质重塑因子OsSWIB1的表达分析及其突变体的创建

SWI/SNF家族是ATP依赖的染色质重塑复合物，对基因的表达调控具有重要作用.为了探究水稻中染色质重塑因子OsSWIB1的功能，对OsSWIB1基因表达模式进行分析.结果表明：OsSWIB1在水稻的叶、叶鞘及穗中表达量较高，而在茎、茎顶端分生组织及根中表达量较低；在水稻不同的生长发育时期，除在苗期表达量较低外，OsSWIB1在分蘖期、孕穗期、抽穗期及灌浆期均有较高表达.此外，OsSWIB1在短日照条件下的表达明显高于在长日照条件下的表达.利用CRISPR-Cas9技术对OsSWIB1基因进行靶向编辑，共获得20株T₀代转基因植株，通过测序分析，鉴定出3个纯合编辑的突变体.对1个杂合编辑突变体的后代进行分离，获得了1个缺失200 bp的纯合突变体.     

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。     

趋磁细菌的磁小体结构相关蛋白研究进展

趋磁细菌的磁小体由双层脂分子包被,膜上含有很多特异性的可溶和跨膜蛋白,在磁小体基质和颗粒间连接中还存在其他结构相关蛋白.趋磁细菌通过对磁小体膜或结构相关蛋白的遗传调控,实现从铁的吸收、氧化和还原—铁氧化体的沉积和成晶—磁小体链的装配和维护等一系列环节,取得了原核细胞中的最高结构水平之一——膜状细胞器结构.趋磁细菌借助磁小体结构对外界磁场(包括地磁场)信号作出响应亦提供了一个磁感受生物物理机制和地磁生物效应的简单模型.     

转录辅助复合体SAGA成分蛋白作用的研究进展

真核细胞中承载基因的染色质是一种非常精密而严谨的结构.这种DNA高度压缩、复杂的染色质结构影响了转录因子和RNA聚合醇Ⅱ等基本转录机器结合到相应的DNA位点上.因此基因要转录激活就必须借助于转录辅助复合体消除染色质的结构抑.转录辅助复合体可以分为两类一类主要是利用水解ATP来改变核小体相对于DNA序列的缠绕方式及排列;另一类是通过对核心组蛋白进行共价修饰来改变核小体和DNA的结合能力.SAGA复合体属于后者,对红蛋白具有乙酰化的作用.酵母中的SAGA复合体是一个分子量为180万道尔顿的多功能蛋白复合体,本文将着重介绍SAGA复合体成分蛋白在真核生物基因转录起始中的作用.     

盐透析体外组装核小体及检测方法

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构核小体结构是研究与核小体及染色质结构相关课题的一种重要的方法手段.实验将ES1,CS1以及601DNA序列克隆到载体中,通过PCR大量扩增回收得到目的DNA条带,表达纯化了4种组蛋白且装配成组蛋白八聚体,在盐透析的条件下组装形成核小体结构,利用EB染色以及Biotin标记的方法分析检测了形成核小体的效率.结果显示,在盐透析的条件下,可以有效的组装形成核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA的比例增加,核小体的形成效率显著提高.本实验为核小体定位、染色质重塑及组蛋白变体等表观遗传学以及结构生物学领域的研究奠定一定的基础.     

盐透析体外组装核小体及检测方法

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构核小体结构是研究与核小体及染色质结构相关课题的一种重要的方法手段.实验将ES1,CS1以及601DNA序列克隆到载体中,通过PCR大量扩增回收得到目的DNA条带,表达纯化了4种组蛋白且装配成组蛋白八聚体,在盐透析的条件下组装形成核小体结构,利用EB染色以及Biotin标记的方法分析检测了形成核小体的效率.结果显示,在盐透析的条件下,可以有效的组装形成核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA的比例增加,核小体的形成效率显著提高.本实验为核小体定位、染色质重塑及组蛋白变体等表观遗传学以及结构生物学领域的研究奠定一定的基础.     

拟南芥组织特异性表达FHY3对fhy3far1细胞死亡的影响

为了探究植物光信号蛋白FHY3及其同源蛋白FAR1在叶片细胞死亡调控过程中的分子机制,在拟南芥fhy3far1双突变体背景下分别在维管束及叶肉细胞中表达FHY3。结果表明：在fhy3far1双突变体维管束中特异性表达FHY3可完全改善fhy3far1的细胞死亡表型,而在fhy3far1双突变体叶肉细胞中特异性表达FHY3仅可部分缓解fhy3far1叶片细胞死亡表型,揭示了FHY3调控细胞死亡过程主要是在维管束中行使功能。     

染色质重塑因子Brahma调控果蝇生殖细胞发育

越来越多的证据表明,除经典的遗传控制外,表观遗传调控也参与到众多的细胞发育过程。雌性果蝇幼虫性腺的发育涉及细胞增殖及分化,是良好细胞生物学在体研究模型。文章通过果蝇遗传学实验方法,研究发现ATP依赖的染色质重塑因子Brahma(Brm)参与调控雌性果蝇幼虫原始生殖细胞(PGC)有序分化的证据,brm基因突变的三龄幼虫雌性果蝇,PGC的分化被提前开启;此外,特异性的将PGC中的brm表达量下调,也发现PGC的提前分化。这说明,表观遗传调控因子Brm参与调控雌性果蝇幼虫性腺发育,并以细胞自治性的方式调控原始生殖细胞的有序分化。     

血管衰老中的表观遗传调控

血管衰老是伴随年龄增长而出现的血管结构和功能的改变,主要包括血管重塑、血管稳态失衡以及血管细胞的衰老.表观遗传调控是在不改变DNA序列的情况下改变基因的表达,其主要机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA的调控等.目前的研究表明各种表观遗传调控途径参与血管衰老的各个层面,在血管衰老及相关疾病的发生发展中扮演重要角色.靶向表观遗传调控的药物有望成为衰老相关疾病新的治疗方向.