胞嘧啶甲基化前后的势能变化研究

人们推测,普遍存在于DNA中的胞嘧啶的甲基化作用很可能具有重要的生物学功能,但这些功能的性质至今仍旧不太清楚。大量的实验和我们近几年来所做的理论研究以及其它的研究都表明,生物分子的反应性会因某些位置引入甲基基团而受到复什的影响。若干年来,不少人认为DNA的甲基化与基团调控有关,并十分引人注目,但实验事实却令人捉摸不     

Escherichia coli dam—dcm—菌株的研究进展

E.coli dam-dcm是一种在分子生物学技术中被广泛应用的菌株之一。Dam和Dcm是两种甲基转移酶，Dam识别GATC位点而Dcm识别CCA（T）GG位点[1]，在E.coli细胞的生命活动中，dam基因产物在DNA的错配修复中具有重要作用，另外，dam的甲基化作用和DNA的复制和基因表达的调节等细胞生命活动过程，Dcm甲基化的生物学功能在很短的补丁修复有很重要的作用。Streptomyces(链霉菌），Bacillus(芽胞杆菌）和Paracoccus（副球菌）的转化通过用dam和dcm位点没有甲基化的DNA可以得到很大的改善[6]。因为5－甲基胞嘧啶对肼有抗生，所以 从dcm缺陷的菌株分离到的DNA用Mazam和Gilbert法进行测序，结果更好[10]。     

5-甲基胞嘧啶水解反应机理的理论研究

采用密度泛函理论方法,在B3LYP/6-31G**水平下研究了5-甲基胞嘧啶(m5C)水解反应的微观机理和势能剖面.计算结果表明,5-甲基胞嘧啶的水解反应有两条反应途径:(A)水分子进攻m5C生成中间体IM1,然后氨分子充当桥生成终产物胸腺嘧啶;(B)水分子进攻m5C首先生成四配位的中间体IM2,然后中间体分解成终产物胸腺嘧啶和氨分子.能量计算结果表明,5-甲基胞嘧啶的水解反应决速步的活化能垒较高,在自发状态下,5-甲基胞嘧啶的水解反应难于进行.     

DNA碱基甲基化对碱基间相互作用和DNA构象以及DNA-蛋白质结合的影响

比较了采用量子化学从头算方法(ab initio)计算的非甲基化-甲基化DNA碱基间的氢键和堆积作用.结果表明,碱基甲基化损伤减弱了碱基间的氢键作用能,但使堆积作用能增大.应用自然键轨道(NBO)理论,分析了采用M062x/6-31+G(d,p)算法优化的C5-甲基胞嘧啶(C5-MeC)和O6-甲基鸟嘌呤(O6-MeG)与非甲基化碱基间的氢键结构.NBO分析揭示,甲基插入O6-G,改变了授受体作用方式,产生的空间障碍使cis-O6MeG…C的N1(G)…HN4(C)的距离增大,nN1(G)的电荷迁移能力减小,导致cis-O6MeG…C的氢键作用能小于anti-O6MeG…C.采用分子动力学方法 (MD)模拟了IBRCA基因启动子区富CpG序列中12mer的寡聚体,分析了CpG甲基化(mCpG)对DNA双链体构象的影响.结果表明,不同位点的mCpG,对DNA双链体平面内的碱基对结构基本没有影响,但CpG段的堆积结构参数以及DNA大小沟的宽度和深度发生了不同程度的改变.还进一步分析了mCpG对K50型同源域转录因子PITX2与DNA相互作用的影响.得到的结论与文献基本一致.     

水稻基因组DNA总甲基化水平测定方法

对高效液相色谱法测定DNA总甲基化水平的关键因素进行研究,即基因组DNA的提取及纯化和高效液相色谱条件的选择。结果表明:CTAB法Ⅰ提取和纯化效果优于CTAB法Ⅱ;较优高效液相色谱条件为:采用Diamonsil C18(2)(250 mm×4.6 mm,5μm)的色谱柱,以甲醇-10 mmol/L磷酸二氢钾(10-90,v/v)为流动相构成,流动相pH为4.7,流速为0.5 mL/min,柱温为30℃,紫外检测器波长为285 nm时,是分离胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的较优条件。以试验优化的DNA提取方法和HPLC色谱条件,基因组DNA水解液的胞嘧啶(C)和5-甲基胞嘧啶(5 mC)可得到较好的分离效果。     

P15基因甲基化和血液病相关性的研究进展（综述）

P15基因是肿瘤抑制基因的侯选基因,受细胞生长抑制蛋白TGF－β的诱导,编码周期素依赖激酶4／6（CDK4／6）抑制因子,对细胞周期起负调控作用,P15基因操纵区5′－GpG岛的甲基化被认为是基因缺失之外的又一失活机制。P15基因5′－Gp G岛的异常甲基化导致该基因转录的抑制,5′－杂氮脱氧胞嘧啶（5′－Aza-2cdR）通过共价俘获DNA甲基转移酶抑制DNA的甲基化,使因甲基化失活的生长调控基因重新激活并表达。5′－Aza-2cdR可通过P15基因去甲基化再表达抑制细胞的生长,为临床恶性白血液病去甲基化治疗提供实验依据。     

高温影响拟南芥减数分裂染色质上5-甲基胞嘧啶的分布（英文）

在许多植物中,DNA甲基化的水平和分布能够影响DNA双链断裂和同源交叉在染色体上的形成和分布.在拟南芥中,高温会抑制DNA双链断裂和联会复合体的形成,从而影响同源交叉的形成和分布.然而,表观遗传修饰尤其是染色体的DNA甲基化是否会影响同源重组对高温的反应尚不清楚.研究利用针对5mC的抗体,对高温处理过的拟南芥前期染色体上5-甲基胞嘧啶（5mC）的分布进行了初步分析.在对照温度下,5mC信号主要位于4’,6-二氨基-2-苯基吲哚（DAPI）染色较深的染色体区域,即异染色质区域.而在高温条件下,5mC在不同的染色质区域的分布均发生了改变,这表明DNA甲基化位置在温度升高的情况下发生了改变.研究结果暗示环境温度升高可能通过改变DNA甲基化在染色体上的分布从而影响DNA双链断裂和/或同源交叉的模式.     

淀粉质体DNA的研究现状

淀粉质体含有丰富的DNA,平均每个淀粉质体含有数百个基因组拷贝。其分布特点因物种而异,大都集中于拟核区,有的分散于质体内。在淀粉质体发育过程中,DNA含量不断增加,成熟期达到顶峰,以贮藏形态存在,为种子的萌发和幼苗的形态建成提供核苷酸等原料。淀粉质体DNA具有与叶绿体DNA同源的序列,存在一些表达基因,如：16SrRNA、psbA。但在抑制区域富甲基化,尤其是5-甲基胞嘧啶,碱基的甲基化在aDNA基因的表达调控中起重要作用。     

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.     

TET蛋白清除表观遗传标记

众所周知,DNA是由简单的4字母代码ACTG书写而成,然而,事实并非如此简单。第5个碱基——5-甲基胞嘧啶（5mC）——在决定哪些DNA碎片实际上产生功效起着至关重要的作用。甲基化是表观遗传标记的基础,它控制基因的激活,因而胚胎干细胞才能分化成不同的组织,机体才能正常发育并行使功能。分化细胞可以恢复成类似干细胞的状态,即所谓的诱导性多能干细胞（iPSCs）,这表明表观遗传标记可以被去除。     

鞍带石斑鱼、棕点石斑鱼及其杂交子代DNA甲基化的MSAP分析

为了探究海洋鱼类杂交优势的产生机制,以鞍带石斑鱼、棕点石斑鱼及其杂交子一代石斑鱼为研究对象,采用甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术对三个群体的基因组DNA的胞嘧啶甲基化修饰水平进行了研究.实验结果显示,棕点石斑鱼、鞍带石斑鱼、杂交子一代石斑鱼的基因组DNA的总甲基化率分别为57.18%,63.16%,54.76%,在石斑鱼亲本的基因组中,其DNA的甲基化程度较高,而在杂交子代中,其DNA的甲基化程度较低.三个群体的DNA全甲基化率分别为31.66%,39.71%,40.00%,半甲基化率分别为25.52%,23.44%,14.76%,杂交子代的半甲基化率显著低于亲本的半甲基化率.研究表明,鞍带石斑鱼与棕点石斑鱼的杂交子代在基因组层面上和双亲相比发生了较大的甲基化水平的调整,于不同位点,DNA甲基化的增强或减弱对石斑鱼杂种优势可能会产生影响.     

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。     

RNA m5C甲基化修饰在消化系统癌症中的作用机制

RNA的5-甲基胞嘧啶(m⁵C)甲基化是一种常见的转录后修饰类型，该RNA甲基化修饰过程受到RNA m⁵C甲基转移酶及其结合蛋白等调控体系的联合作用。RNA m⁵C甲基化调控与消化系统癌症密切相关，其水平异常影响癌症的发生发展进程，m⁵C水平升高可促进特定的癌细胞增殖、侵袭和迁移。RNA m⁵C甲基化及调节体系有望成为消化系统癌症的新型生物标志物，为其预防、干预和治疗提供潜在的作用靶点。     

DNA甲基化异常与人类肿瘤

DNA甲基化是表遗传学上研究最深入的一种机制,是一种酶介导的化学修饰过程,在DNA的某些碱基上增加一个甲基.在人类的肿瘤中都可以发现不同程度的DNA异常甲基化现象.介绍DNA甲基化在基因表达中的作用及其抑制基因转录、表达的机理,尤其发生在抑癌基因CpG岛和其他相关基因的甲基化异常与肿瘤发生、演进的关系,甲基化的检测方法以及去甲基化在肿瘤治疗方面的应用前景.     

外施五氮杂胞苷对菊花生理生化及DNA甲基化和基因差异表达的影响

本研究采用不同浓度的5-氮杂胞嘧啶核苷(5-azacytidine,5-azaC)在体外处理菊花品种"泉乡冲天",研究其表型、DNA甲基化水平及基因表达差异.结果表明,100、200、400mmol/L的5-azaC处理对菊花株高有明显的抑制作用,且200mmol/L处理时花期提前.甲基化敏感扩增多态性分析(MSAP)及高效液相色谱分析(HPLC)结果表明:处理组与对照组相比甲基化都有所降低,降低比率分别为12.40%、19.30%和23.00%.cDNA扩增片段长度多态性分析显示,提前开花的菊花特异性表达片段30条,成功测序的10条中,7条可以在NCBI中找到同源序列,为已知功能基因,其功能主要是参与信号转导、蛋白质代谢和抗病.以上结果表明,采用甲基化抑制剂5-azaC处理菊花可使其基因组甲基化水平降低,导致提前开花,且基因表达存在一定的差异.     

高活力水稻种子萌发过程中DNA甲基化变化的MSAP分析

DNA甲基化是基因组DNA的一种主要表观遗传修饰形式,是调节基因组功能的重要手段。本实验采用MSAP方法分析,旨在研究高活力水稻种子萌发过程中的甲基化与去甲基化变化的规律,为研究种子的老化机理和种子的长期保存提供依据。结果表明:水稻种子萌发过程中,同时发生了甲基化与去甲基化作用,且去甲基化作用先于甲基化作用发生。发生去甲基化可能与基因活化有关,发生甲基化可能与组织特异性有关。     

真核生物DNA聚合酶δ的研究现状

DNA聚合酶δ(DNA polymerase δ)是真核生物DNA复制的主要复制酶,同时还参与DNA修复,对保持真核生物基因组的结构完整性和遗传稳定性具有重要作用.对DNA聚合酶δ蛋白功能活性及其基因表达机制的研究因受技术上的限制而未能深入研究.由于其重要的生物学功能,目前引起人们的更多关注和重视.文中就该酶的生物学功能、亚基组成、核心酶的分子表达调控以及与其他蛋白相互作用等方面对国内外DNA聚合酶δ的研究进行简要综述.     

小麦易位系基因组DNA甲基化分析中MSAP体系建立及应用

DNA甲基化在真核生物生长发育过程中起着重要调控作用.依据对DNA甲基化敏感程度不同的同裂酶,在AFLP(amplified fragment length polymorphism)基础上发展而来的MSAP(methylationsensitive amplification polymorphism)技术可以方便的检测全基因组DNA胞嘧啶甲基化模式及程度.本文以一套高代分离的小麦黑麦1RS/1BL易位系及其亲本材料为研究对象,采用EcoRⅠ和HpaⅡ(或MspⅠ)双酶切建立适合于小麦易位系基因组的MSAP技术体系,针对研究中出现的问题提出解决方法,并对酶切位点的甲基化模式进行分析,检测易位系及亲本材料间的甲基化多态性,为进一步的基础研究和育种应用提供理论依据.     

DNA分子的电性质研究进展

DNA(脱氧核糖核苷酸)分子的电学性质关系到生命信息静态的存储和动态的释放,因此一直备受关注.但仅是随着物理实验手段在生物学研究领域的广泛应用,特别是纳米观测和纳米操纵技术的提高,才使研究单个DNA分子的电学性质成为可能.从20世纪90年代以来开展的大量研究工作表明,探明DNA的电学性质不仅能够帮助理解DNA复制和修复的物理机制,而且指出作为天然的纳米结构材料,DNA分子在分子器件学领域具有巨大的应用潜力.回顾了DNA电学性质的研究成果,并对DNA分子在材料学及分子器件学领域的应用前景作以展望.