dDnmt2与dMBD2/3在果蝇不同发育时期的转录表达

为了深入了解果蝇DNA甲基化修饰系统及其相关基因的表达特点及功能,以黑腹果蝇Canton S品系为材料,应用实时荧光定量PCR方法检测分析不同发育时期果蝇dDnmt2与dMBD2/3基因的转录表达.结果表明:dDnmt2与dMBD2/3分别在6～9 h和0-3 h胚胎期表达量最高,在12～15 h和18～21 h胚胎、三龄幼虫、蛹、成虫期表达明显降低.果蝇dDnmt2和dMBD2/3基因的表达特点与果蝇不同发育时期基因组DNA甲基化水平相一致.     

小鼠与人类四个细胞系组蛋白修饰差异分析

小鼠是一种重要的模式生物,在细胞结构、解剖形态上都与人类相似.为了了解小鼠和人类细胞在组蛋白修饰方面的异同,统计了人类H1-hesc、K562及小鼠ES-bruce4、MEL四个细胞系的七种重要的组蛋白修饰在不同功能区域的分布,并分析比较在TSS附近组蛋白修饰与基因表达的相关性及高低表达基因组蛋白修饰之间相关性的异同.结果表明组蛋白修饰H3K27me3在小鼠和人类细胞的高低表达基因不同功能区域上分布不同;小鼠的组蛋白修饰与RPKM的Pearson相关性要比人类的相关性高,且小鼠无负相关,但人类有负相关.在高表达基因中,人类两种细胞组蛋白修饰之间相互关系相似,小鼠两种细胞组蛋白修饰之间相互关系相似.小鼠和人类细胞在组蛋白修饰方面有所不同,这些结果对相关问题的进一步研究有一定意义.     

组蛋白甲基化修饰在小鼠早期胚胎发育中的建立与调控

 组蛋白修饰作为重要的表观遗传修饰，在调控胚胎基因表达、胚胎细胞的命运决定及胚胎基因组的稳定性等方面均起了很重要的作用。微量测序技术的发展使从全基因组水平上检测植入前胚胎的组蛋白修饰成为可能。综述了近年来利用该技术对小鼠早期胚胎发育过程中的组蛋白甲基化修饰研究的最新进展，总结了在胚胎基因激活及第一次细胞分化过程中组蛋白H3K4me3和H3K27me3修饰不同的建立和动态变化趋势，这些研究为探索胚胎发育和细胞分化的表观调控机制奠定了基础。     

原位杂交检测hsp70 mRNA在黑腹果蝇胚胎中的表达

利用设计合成的地高辛标记的黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)hsp70 DNA探针,整体原位杂交检测热休克反应中,hsp70 mRNA在胚胎发育各阶段的表达情况.实验发现,在正常温度下黑腹果蝇的胚胎检测不到hsp70 mRNA存在.在热激的果蝇胚胎中,可检测到hsp70 mRNA的广泛存在.hsp70 mRNA在热激的胚胎中,除早期细胞化囊胚的极细胞外,其余细胞均可检测到hsp70 mRNA的均一分布.随着胚胎发育,hsp70 mRNA仍广泛分布在各细胞中,晚期胚胎中神经细胞hsp70 mRNA比其余细胞的表达水平高,说明神经细胞具有更高的热诱导活性,在热激反应中hsp70 mRNA的表达水平更高.     

组蛋白修饰分布特征及其相关性

利用H1(人类胚胎干细胞)和IMR90(人类胚肺成纤维细胞)两种细胞系的H3K9ac、H3K27ac、H3K4me1、H3K4me3、H3K9me3、H3K27me3、H3K36me3七种组蛋白修饰的ChIP-seq数据,统计了两细胞系中基因组及各功能区域(外显子、内含子、启动子)组蛋白修饰分布密度,计算了分布的相关性,讨论了H1和IMR90两个细胞系组蛋白修饰变化特征,为阐明组蛋白修饰在细胞生长、分化过程中的重要作用提供了一定的基础.     

组蛋白修饰与ES细胞的多能性

胚胎干细胞（ESCs）来源于早期胚胎内细胞群，具有分化和发育多能性和无限增殖与更新能力。组蛋白修饰对ES细胞的自我更新和无限增殖能力及多能性保持具有重要作用。组蛋白修饰是表观遗传调控的关键因素，细胞通过表观遗传状态改变控制基因的选择性表达，实现对细胞分化的调控。并且可以建立调控网络调节ES细胞多能性维持。     

果蝇细胞周期蛋白Cyclin D在胚胎发育不同时期的表达

细胞周期蛋白Cyclin D（CycD）是发育中重要的蛋白,作者利用原位杂交法和免疫组化法,分别对野生型的果蝇w1118以及本研究室构建的一个转基因株系cycD-lacZ进行分析,从而建立了在果蝇发育的早期胚胎发育各阶段cycDmRNA的表达模式.结果表明：Stage 5时期,cycDmRNA集中于胚胎表面新生成的细胞处.Stage10,在发育中的神经系统,前中肠和后中肠处可以检测到cycD的mRNA.Stage14,cycD基因于中肠有着强烈的表达.cycDmRNA在胚胎发育中的表达模式的确立,为后期研究CycD在胚胎发育中所起的作用奠定了基础.     

黑腹果蝇热激蛋白基因家族的生物信息学分析

热激蛋白是细胞或生物体受到热激后新合成的一类遗传上高度保守的蛋白,在生物体中普遍存在,在细胞生长、发育、分化、基因转录等功能方面发挥重要的作用.本研究利用生物信息学方法首次对黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)全部热激蛋白进行分析.结果表明,黑腹果蝇热激蛋白共有HSPC(HSP90)、HSPA(H...     

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.     

Hira基因的过量表达对果蝇早期胚胎发育的影响

Hir／Hira基因产物是组蛋白基因表达的一种负调节因子,其在果蝇发育过程中的作用还没有得到确认．本研究将果蝇Hira基因（dHira）的cDNA克隆到载体UAsP中,运用UAS—Gal4系统使其在果蝇早期胚胎中大量表达．结果发现在胚胎发育早期,无论是在头部还是在全胚胎过量表达Hira,都引起果蝇胚胎大量死亡,而且随着转基因拷贝数的增加,胚胎的死亡率也显著增加,说明Hira过量表达对果蝇胚胎发育产生严重影响．由于Hira基因产物与核小体的组装、染色质结构等的调节有关,因此推测Hira过量表达可能是通过对组蛋白的抑制对果蝇胚胎发育造成影响的．     

人类K562细胞系中组蛋白修饰的调控分析

利用10种组蛋白修饰和1种组蛋白变体的ChIP-seq数据,统计了K562细胞系和GM12878细胞系中11种组蛋白修饰在癌基因启动子区域的分布.比较了两个细胞系中致癌基因和抑癌基因启动子区域的组蛋白修饰分布密度,并计算了11种组蛋白修饰与基因表达的相关性,分别在致癌基因和抑癌基因中构建了组蛋白修饰和基因表达的多元线性回归方程,从而发现K562细胞系中癌症发生过程中组蛋白修饰的调控特征.最后对K562细胞系中超级增强子调控的致癌基因和抑癌基因进行GO功能分析,研究这些基因的生物学功能,进一步找出K562细胞系中癌症发生的5个关键基因GATA1、GATA2、H3F3B、LYL1和SH_2B3.     

果蝇细胞周期蛋白Cyclin D在胚胎发育不同时期的表达

细胞周期蛋白Cyclin D(CycD)是发育中重要的蛋白,作者利用原位杂交法和免疫组化法,分别对野生型的果蝇w1118以及本研究室构建的一个转基因株系cycD-lacZ进行分析,从而建立了在果蝇发育的早期胚胎发育各阶段cycD mRNA的表达模式.结果表明:Stage 5时期,cycD mRNA集中于胚胎表面新生成的细胞处.Stage10,在发育中的神经系统,前中肠和后中肠处可以检测到cycD的mRNA.Stage14,cycD基因于中肠有着强烈的表达.cycD mRNA在胚胎发育中的表达模式的确立,为后期研究CycD在胚胎发育中所起的作用奠定了基础.     

G9a对TMS1基因表观调控作用的研究

为探究组蛋白H3K9me2催化酶G9a对甲基化诱导静止基因1(Target of Methylation induced gene Silencing 1, TMS1)的表观调控作用, 通过染色质免疫共沉淀实验检测G9a在TMS1基因启动子区域的结合情况, 然后构建shRNA表达载体转入细胞敲低G9a, 检测TMS1启动子区域组蛋白H3K9me2修饰程度与TMS1 mRNA表达水平.研究结果显示G9a在TMS1基因启动子区域有结合, 敲低G9a后, TMS1基因启动子区域H3K9me2抑制性修饰程度降低, TMS1 mRNA表达水平上升.此结果表明G9a可能通过在TMS1基因启动子区域产生H3K9me2抑制性修饰的方式参与了TMS1基因的表观调控.     

Flotilin-1在黑腹果蝇不同发育阶段的表达

脂筏(Lipid raft)是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂以及特定蛋白的微结构域,浮舰蛋白-1(Flotillin-1)是脂筏标记蛋白,与轴突再生、学习记忆和肿瘤形成等过程相关.近年发现,从无脊椎动物到脊椎动物的很多种类都有Flotillin-1的表达,且在进化上高度保守.果蝇属于完全变态昆虫,是一种重要的模式生物,含有人类疾病相关基因中65%同源基因.因此,研究这些基因在果蝇不同发育阶段的表达分布特征,对深入阐明人体病理机制具有重要意义.以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为研究对象,通过Western blot和免疫荧光方法检测Flotillin-1在果蝇不同发育阶段的表达.结果如下:Flotillin-1在果蝇不同发育阶段的表达水平和分布不同:幼虫期仅脂肪体中少量表达;蛹期消化道和脂肪体中有少量表达;成虫期主要在脑、复眼、消化道、生殖腺中表达,肌肉中也有少量表达;该蛋白在成虫中的表达量显著高于幼虫和蛹.     

不同品系黑腹果蝇细胞系的建立(Ⅰ)——影响细胞系建立的某些因素

果蝇细胞作为真核细胞基因表达的载体和受体系统是生物工程的一个重要研究内容。为着这一目的,我们对不同品系的黑腹果蝇(D.melanogaster)细胞进行了广泛的细胞培养试验。结果表明:繁殖世代在3～40代之内,发育6±2h的果绳胚胎是建立细胞系的最好材料。     

基于广义线性模型的基因表达水平预测

组蛋白修饰是生物体中普遍存在的一种现象,能够以不同的调控方式影响基因表达,且随着高通量测序技术的飞速发展,大量的测序数据使得探究组蛋白修饰信号与基因表达水平之间的内在联系成为可能.由于基因表达数据存在零膨胀现象,提出了一种基于广义线性模型框架的主从模型,能够以较高精度从组蛋白修饰信号预测基因表达水平.首先通过人类全基因组注释文件中的基因位点信息,筛选出包含完整基因位点信息的表达数据;其次,根据基因位点信息,定位并提取出组蛋白修饰数据中基因特定位点的特征信息,构建设计矩阵;最后结合响应变量数据零膨胀的特点,构建主从模型,以GM12878细胞系为例,与现有的多种回归算法进行对比,验证了所提模型的有效性.     

利用昆虫-杆状病毒表达系统制备HPV16E6蛋白

目的利用昆虫-杆状病毒表达系统高效表达HPV16E6蛋白。方法将HPV16E6基因克隆入供体质粒pFastBac-HTb,然后再重组入杆状病毒基因组;用带有目的基因的杆状病毒转染昆虫（Sf-9）细胞,27℃培养72 h,收集被转染细胞,SDS-PAGE,Western-blot分析鉴定表达蛋白。结果SDS-PAGE分析显示所表达蛋白分子量约为24KD,Western-blot结果表明表达产物为HPV16E6蛋白。结论利用昆虫杆状病毒表达系统获得HPV16E6蛋白的高效表达。     

P因子介导mir-2基因簇原位过表达调节Yki的活性分析

Hippo信号通路在动物器官大小发育和肿瘤发生过程中发挥关键性作用.为了发掘新的Hippo信号通路活性调节因子,通过P因子插入介导基因原位过表达,在果蝇表型修饰筛选中鉴定了1株可以显著增强Hippo信号通路下游效应因子Yki活性的果蝇株MS004.反向PCR定位显示,MS004中P因子位于2号染色体左臂蛋白编码基因spitz的内含子区域;进一步的遗传分析确定,MS004果蝇株通过诱导位于spitz内含子区域的mir-2基因簇原位过表达增强Yki的活性.     

核糖体蛋白L22对果蝇发育的影响及机制

为了研究核糖体蛋白L22对果蝇发育的影响及其机制,采用RNAi方法,分别在果蝇胚胎、幼虫、眼睛和翅膀中减少L22表达,观察相应表型的变化;S2细胞中敲除L22,统计细胞数目,并通过RT-PCR法检测与细胞凋亡和细胞周期相关基因的表达;三期幼虫翅膀disc中干扰L22,吖啶橙染色.结果表明:L22表达量减少引起胚胎死亡、幼虫发育延缓,眼睛和翅膀发育缺陷,S2细胞数目减少,与细胞凋亡和细胞周期相关基因异常表达,翅膀disc中有明显的凋亡信号.     

果蝇胚胎不同表达水平基因内含子序列特征的比较分析

对果蝇胚胎低表达和高表达水平基因内含子的序列结构进行分析,发现2种表达水平的基因内含子序列特征有明显差异.高表达基因的内含子一般比低表达基因的长,其中高表达基因第1内含子的平均长度是低表达基因的2.62倍,第2内含子的平均长度是低表达基因的1.79倍.两类基因第1内含子中的CpG岛含量最高,并且高表达基因内含子中CpG岛含量要高于低表达基因.此外,与低表达基因相比,TATA box、CAAT box和GC box在高表达基因内含子中出现的频数明显要高些,尤其是在第1内含子中.作者还提取出果蝇胚胎2种表达水平基因第1内含子中高频出现的6-mer简单重复序列,发现一些重复序列与实验得到的转录因子结合位点相符合.这些结果提示内含子特别是第1内含子有可能调控果蝇胚胎基因的转录从而影响基因的表达水平.