组蛋白修饰在四个基因集合中的分布特征

基于人类全基因组Feb.2009(GRCh37/hg19版本)的基因注释数据,筛选得到12207个在TSS前后20kb内无重叠的基因.以人类GM12878和K562两种细胞系为研究对象,通过计算基因与转录因子CTCF的关联强度得分Aij以及TSS附近的DNA甲基化水平Mij,将12207个基因分为四个集合,分别统计了每个基因集合中TSS侧翼3800bp区域内的11种组蛋白修饰信号的分布情况.结果显示H2AFZ、H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac、H3K27ac和H3K79me2这六种呈现明显的双峰分布,且在GM_III和K_III集合中信号最强,在GM_II和K_II集合中信号最弱,表明CTCF的结合与DNA甲基化可以影响组蛋白修饰的分布.     

抑制肿瘤小G蛋白ARHI研究进展

小GTP结合蛋白在细胞的整个生命活动中起着重要的作用.人类ARHI基因是小GTP结合蛋白中Ras亚家族的一个成员.系母系印迹基因,定位于染色体lp31.ARHI基因含有两个外显子和一个内含子,启动子区域有转录抑制因子E2F结合位点、3'末端有Au-rich区域.在ARHI基因中存在三个CpG岛,其中第一个CpG岛位于该基因的启动子区域,第二个CpG岛跨越了启动子和第一个外显子区.第三个CpV岛处于第二个外显子之内.与正常细胞相比,ARHI基因在肿瘤细胞中表达受到抑制,其原因为ARHI基因的杂合缺失,CpG岛的异常甲基化,转录抑制因子增多和多聚组蛋白脱乙酰化酶表达加强等.ARHI通过需钙蛋白酶途径诱导细胞凋亡;通过与STAT3(信号转导与转录激活因子3)的结合阻滞癌变.     

癌症相关基因选择性剪接进化数据库的构建

选择性剪接是真核生物基因调控的基本调节机制之一,与各种类型的生理和病理活动相关.癌症相关基因的不正常剪接可能与多种癌症的发生发展有关.作为选择性剪接进化的主体,选择性剪接外显子展示了其在不同物种中多样的进化功能.本文系统整理了2 989个癌症相关基因的各项功能,通过比较基因组学的分析方法总结了癌症相关基因的选择性剪接外显子的功能和进化关系,建立了癌症相关基因选择性剪接进化数据库(ASeeDB数据库).ASeeDB包含癌症相关基因外显子区域的进化保守性、结构域预测、Ka/Ks值、以及基因、转录本、外显子区域3个层次的表达量统计等信息,结合这些信息用户可以方便的检索有研究意义的基因或者外显子.外显子区域蛋白质结构域的预测可以帮助了解其可能的功能,而外显子是否存在选择性剪接又可以推及包含该外显子的转录本是否具有相似的功能以及推测剪接是否会对蛋白质功能发生影响.数据库提供的物种间的序列比对可以帮助用户发现没有注释的外显子区域或者是保留的失去功能的外显子.相比于基因层面的Ka/Ks,数据库提供的外显子层面的Ka/Ks对于发现适应性进化事件具有更高的敏感性,可以更加方便地预示基因中未知功能的区域.     

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.     

人类乳腺癌异常甲基化基因分析

运用Illumina HumanMethylation27BeadChip数据,利用sam函数中Delta值与FDR值的关系,选取最佳Delta值,识别人类乳腺肿瘤组织和正常乳腺组织中显著差异甲基化基因.分析这些差异甲基化基因在人类各条染色体的分布,进一步通过这些差异甲基化基因对肿瘤样本和正常样本进行双向非监督聚类分析.接着,利用limma包计算乳腺肿瘤组织样本和正常乳腺组织样本中差异表达基因,对既发生差异甲基化又同时发生差异表达的基因,进行GO生物分子功能富集分析.结果发现低甲基化的基因皆与蛋白质及核苷酸结合功能相关,高甲基化基因则主要富集到与运输载体活性相关的分子功能上.这些研究结果,有助于我们从基因功能角度进一步理解乳腺癌发生的原因,对乳腺癌的预后和临床诊断起到帮助作用.     

抑癌基因与原癌基因在正常细胞与癌细胞中的表达水平与甲基化比较

选取抑癌基因和癌基因转录起始位点和转录终止位点上下2000bp,研究它们在癌细胞和正常细胞中甲基化分布差别,结果表明抑癌基因在癌细胞比正常细胞甲基化分布高,并且抑癌基因甲基化分布集中于转录起始位点前后1000bp,而原癌基因的甲基化分布要比抑癌基因的分布广.然后又对每个抑癌基因和原癌基因转录起始位点和转录终止位点的甲基化水平进行了研究,找出了在所选的癌细胞比正常细胞甲基化高的抑癌基因RUNX3,WT1,发现它们都是转录因子且生物学功能相似.     

子宫颈癌抑癌基因P16第一外显子CpG岛异常甲基化

利用限制性核酸内切酶-PCR方法分析33例肿瘤组织和15例正常组织抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化,应用SPSS软件进行统计分析。结果显示,18例子宫颈癌在抑癌基因p16第一外显子SacⅡ位点甲基化,8例子宫颈癌在SmaⅠ位点甲基化。正常组织仅有两例在抑癌基因p16第一外显子SacⅡ位点甲基化,正常组织在SmaⅠ位点没有甲基化。另外,抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化易发生在肿瘤的早期。抑癌基因p16第一外显子SacⅡ和SmaⅠ酶切位点甲基化与子宫颈癌相关。     

犏牛及其亲本JGF2基因mRNA表达水平、DNA甲基化状态差异分析

黄牛与牦牛远缘杂交一代犏牛表现出很强的杂种优势,但其雄性不育使得杂种优势的利用受到了极大限制.为了从表观遗传学角度研究这一生殖隔离现象的生理机制,通过Real-time PCR检测了犏牛及其亲本睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平,并用亚硫酸氢钠测序法检测了血液和睾丸组织中JGF2基因第10外显子DMR区DNA甲基化状态.结果发现犏牛睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平最低,与亲本的表达水平差异极显著(P<0.01);牛(犏牛、黄牛和牦牛)血液和睾丸中JGF2基因的DNA甲基化程度均较高(90%以上),其中犏牛高于其亲本,但没有达到显著水平.实验结果说明IGF2基因mRNA表达水平与牛精子发生有关,可能在牛的精子发生过程中发挥重要作用,并可能与犏牛雄性不育有关;IGF2基因第10外显子DMR区的甲基化与IGF2基因在犏牛及其双亲睾丸中的表达差异无关,可能是其他的机制参与调节IGF2基因的表达.     

基于病例对照组的检验差异甲基化基因功能区域的方法

DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,能够参与基因表达调控从而影响生理活动.在病例-对照组研究中,利用甲基化水平定位与疾病相关联的基因功能区域,有助于了解甲基化调控基因表达的机制,为后续研究提供疾病关联基因的线索.目前检验甲基化差异区域的方法存在一定不足:一是缺乏定义差异甲基化区域的统一标准;二是检测结果存在横跨多个基因功能区域的现象,难以进行生物学解释.本文基于得分检验(Zscore test)提出了以基因功能区域为单位的检验差异甲基化水平的方法cZST.该方法的特点是依靠位点物理距离和染色体全局信息修正协方差矩阵.模拟研究表明cZST在亚硫酸氢盐测序数据样本量小、读数低、扰动位点多的情形下具有高功效,且优于现有方法.将cZST运用到乳腺导管癌真实数据中,检测出与疾病显著相关的661个基因功能区和81个单位点.基因注释分析说明了cZST方法的有效性,并发现Dbl、Pleckstrin基因家族及Rho调控基因的甲基化与乳腺导管癌紧密相关,为后续研究提供指引.     

转录因子和组蛋白修饰的分布特征

转录因子的结合与组蛋白修饰对于基因表达的精确调控是至关重要的.基于染色质免疫共沉淀的二代测序技术得到了大量转录因子结合和组蛋白修饰的ChIP-seq数据,借助于信号峰搜索(peak finders)算法,ENCODE数据库提供了转录因子结合和组蛋白修饰信号峰(Peaks)数据.利用人类GM12878与K562两类细胞系55种转录因子结合与11种组蛋白修饰最新的信号峰数据,统计了转录因子结合和组蛋白修饰在两类细胞系中全基因组范围及TSS附近的分布,计算了不同转录因子结合位点与组蛋白修饰的重叠率和平均重叠率,分析了转录因子之间发挥调控功能的相互作用模式,比较了转录因子结合与组蛋白修饰的细胞系特异性.     

毛冠鹿p16INK4基因第二外显子序列分析

采用PCR扩增技术首次克隆毛冠鹿p16INK4基因第二外显子,DNA杂交和序列分析发现，在307个碱基的第二外显子中仅有5个碱基的差异，同源性达98.4%.p16INK4基因的第二外显子是高度保守的区域，在其功能中起重要作用.     

犏牛及其亲本IGF2基因mRNA表达水平、DNA甲基化状态差异分析

黄牛与牦牛远缘杂交一代犏牛表现出很强的杂种优势,但其雄性不育使得杂种优势的利用受到了极大限制．为了从表观遗传学角度研究这一生殖隔离现象的生理机制,通过Real—timePCR检测了犏牛及其亲本睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平,并用亚硫酸氢钠测序法检测了血液和睾丸组织中IGF2基因第10外显子DMR区DNA甲基化状态．结果发现犏牛睾丸组织中IGF2基因mRNA表达水平最低,与亲本的表达水平差异极显著（P〈0．01）;牛（犏牛、黄牛和牦牛）血液和睾丸中IGF2基因的DNA甲基化程度均较高（90％以上）,其中犏牛高于其亲本,但没有达到显著水平．实验结果说明IGF2基因mRNA表达水平与牛精子发生有关,可能在牛的精子发生过程中发挥重要作用,并可能与犏牛雄性不育有关;IGF2基因第10外显子DMR区的甲基化与IGF2基因在犏牛及其双亲睾丸中的表达差异无关,可能是其他的机制参与调节IGF2基因的表达．     

甲状腺癌甲基化差异片断的筛选

目的筛选甲状腺癌与甲状腺癌旁组织的甲基化差异片段。方法采用甲基敏感性代表性差异分析（MS-RDA）方法,用甲基化敏感性内切酶消化甲状腺癌及癌旁组织基因组DNA,连上接头制备扩增子后,进行两轮消减杂交,筛选甲状腺癌与癌旁组织的甲基化差异片段。结果经过两轮消减杂交后,筛选出3个低甲基化差异片段,2个高甲基化差异片断。筛选出的低甲基化差异片段C913位于BC029276基因上,该基因编码一种rRNA结合蛋白,可能与肿瘤有关。另外2个低甲基化差异片段C915与C917尚未见相关结构和功能的报道。两个高甲基化差异片断与已知基因同源性在20%-35%之间。5个片断均为新的甲基化差异片断。结论在甲状腺癌组织中存在异常甲基化,筛选出的甲基化差异片断有助于进一步了解异常甲基化在甲状腺癌发生发展中的作用。     

乳腺癌Jab1蛋白调控Nov基因的表达受甲基化水平影响

为探讨癌基因Jab1在乳腺癌发生发展中的功能,首先在乳腺癌细胞MDA231中建立了慢病毒介导的Jab1基因的表达干扰系统,并通过人基因表达谱芯片分析结果以及实时定量PCR实验筛选出受Jab1调控的下游基因;此外,通过实时定量PCR以及Western blot实验证实Jab1干扰表达能降低Nov基因在转录和翻译水平表达,而且Nov启动子区域存在4个高甲基化CpG位点.进一步使用甲基转移酶抑制剂处理Jab1干扰表达细胞,发现与未使用抑制剂处理细胞相比,Nov基因的mRNA和蛋白质表达水平发生明显上调,说明Jab1基因调控Nov表达受甲基化水平的影响,提示Jab1可能是通过表观遗传学水平调控Nov基因的表达.     

C57小鼠胸腺和睾丸中mPer1基因启动子区CpGs甲基化分析

利用实时定量PCR方法检测胸腺和睾丸组织中mper1基因表达时相特点,采用亚硫氢酸修饰法对两种组织两个时间点该基因2个启动子区域5个E-box CpGs甲基化情况进行研究.结果显示:C57 BL/6J小鼠胸腺和睾丸组织中mPer1基因表达没有显著波动性,mPer1基因启动子区CpGs呈低甲基化状态(<10%).两种组织中E3和E4甲基化频率存在显著差异(P<0.01).在睾丸中,不同时间点E3和E4甲基化频率有显著变化(P<0.01).说明在睾丸中,mPer1启动子E-box3的甲基化状态能够随时间波动.但在胸腺和睾丸中,甲基化并不是mPer1基因调节的主要方式.     

肝癌胰岛素样生长因子II基因启动子P3甲基化的检测及意义

目的:建立检测肝癌胰岛素样生长因子II(IGF-II)基因启动子P3甲基化状态的方法.方法:培养三株肝癌细胞系(BEL7402、SMMC7721、HepG2),选取正常肝组织3例;提取基因组DNA,亚硫酸氢钠修饰,巢式聚合酶链反应(nested PCR)加甲基化特异性PCR(MSP)检测IGF-II基因启动子P3的甲基化状态,PCR产物经克隆、测序验证.结果:三株肝癌细胞系IGF-II基因启动子P3去甲基化,正常肝组织IGF-II基因启动子P3甲基化,目的片段无突变,甲基化修饰完全.结论:巢式PCR加甲基化特异性PCR可准确检测IGF-II基因启动子P3的甲基化状态.     

肺癌组织中AKAP12启动子区域甲基化状态研究

目的:探讨肺癌组织中A激酶锚定蛋白12(AKAP12)基因启动子区域异常甲基化情况及其临床意义。方法:用甲基化特异性PCR(MSP)检测肺癌组织中AKAP12基因启动子区域Cp G岛甲基化状态,分析其与肺癌患者病理参数的关系;采用亚硫酸盐测序法对包含17个Cp G岛的选定片段发生甲基化的频率进行分析。结果:通过甲基化特异性PCR(MSP)检测50例患者肺癌标本,32份标本(64.0%)被检测出AKAP12基因启动子区域存在异常甲基化。AKAP12基因甲基化水平在不同年龄组以及性别组中的差异无统计学意义(P0.05),而与肺癌的病理分期和分化程度的差异有显著统计学意义(P0.05)。不同标本在17个Cp G位点中发生甲基化的情况并不相同,其中7、9、10、11和13五个位点出现甲基化的比例较其余位点明显增高(P0.05)。结论:AKAP12启动子甲基化改变与肺癌恶性程度及肿瘤进展相关,7、9、10、11和13五个位点出现异常甲基化频率较高可能提示其对AKAP12正常表达具有一定的调控作用。     

火龙果MADS-box基因家族鉴定及表达分析

目的为了探索火龙果中MADS-box转录因子在成花诱导及花器官形成中的作用机制.方法针对9月份取材的"大红二号"8个不同的组织进行火龙果从头测序,并对MADS-box转录因子全基因家族进行生物信息学的分析.结果在火龙果转录组中一共鉴定出48个具完整结构域HuMADS蛋白,氨基酸长度65～411 aa.依据系统发育分析和结构域的差异,HuMADS基因分布在4个亚家族:Mα(6),Mγ(5),MIKCC(33)和MIKC*(2)以及none组(2),未发现Mβ成员.表达谱分析显示相对于Lineage I而言Lineage II表达水平整体较高,其中Group 1基因主要在花和果实中表达;Group 2基因在枝条、花和果实中均有表达;Group 3基因在Fl510、Fl513和枝条中组织特异性表达.同源分析得到与花器官形成相关的5类功能基因,A类基因AP1(HuMADS18),B类AP3(HuMADS33)和PI(HuMADS38)、C类AG(HuMADS12)、以及D类STK(HuMADS11)和E类SEP1(HuMADS16)、SEP3(HuMADS15和HuMADS17).结论本研究为进一步探索火龙果花发育提供了理论基础.     

NPY甲基化在结直肠癌患者中的诊断意义（英文）

目的：越来越多的研究表明基因甲基化生物标志物在肿瘤病变中发挥重要作用。本研究旨在探讨神经肽Y (NPY)甲基化在结直肠癌(CRC)中的诊断意义。方法：利用生物信息学工具分析癌症基因组图谱中所有肿瘤m RNA、蛋白质以及甲基化表达，生存获益以及免疫细胞浸润状态。CRC中NPY甲基化进一步在肠癌组织、粪便样本及细胞系中得到验证。使用Sequenome Epi TYPER和定量PCR方法进行NPY甲基化检测。实时PCR和蛋白质印迹法检测细胞系中NPY表达。结果：生物信息学分析显示大部分癌中NPY甲基化水平升高(P<0.05)。此外，NPY转录表达与结肠癌CD4+T细胞、巨噬细胞、树突状细胞(P<0.05)明显相关。直肠癌中CD4+T细胞、中性粒细胞和NPY也获得了类似的结果(P<0.05)。我们研究发现NPY在CRC组织和粪便脱落细胞中高甲基化(P<0.05)。粪便NPY甲基化在肿瘤、肠息肉(包括腺瘤性、锯齿状和炎性息肉)及健康对照组人群中敏感性分别为82.5%vs 46.3%vs23.4%，特异性为76.6%。细胞系体内实验表明5-aza-2’-deoxycytid...