[农学]1=组蛋白置换与染色质浓缩.pptVIP

组蛋白修饰与染色质浓缩 雷安民 西北农林科技大学 .干细胞研究中心 西北农林科技大学 .动物医学院 命题的由来 体细胞核移植过程中牵涉到染色质浓缩; 染色质浓缩与细胞的重编程相关; 染色质浓缩的诱发因素与相关因子; 研究的焦点—连接组蛋白互换 基本概念 Chromosome Condesion (CC) 正常细胞分裂过程的组成部分,保证遗传物质在分裂过程中的有序性和完整性; Premature Chromosome Condesion(PCC) 是一种非正常状态的染色质浓缩过程,是核移植过程中的一个现象. 异染色质（heterochromatin） 细胞间期及早前期时仍处于凝集状态的染色质。具有强嗜碱性，染色深，染色质丝包装折叠紧密，与常染色质相比， 异染色质是转录不活跃部分，多在晚S期复制。异染色质分为结构异染色质和兼性异染色质两种类型。结构异染色质是指各类细胞在整个细胞周期内处于凝集状态的 染色质，多定位于着丝粒区、端粒区，含有大量高度重复顺序的脱氧核糖核酸（DNA），称为卫星DNA（satel-lite DNA）。兼性异染色质只在一定细胞类型或在生物一定发育阶段凝集，如雌性哺乳动物X染色体。 常染色质： 常染色质是指间期核内染色质纤维折叠压缩程度地，处于伸展状态，用碱性燃料染色时着色浅的那些染色质。在常染色质中，DNA包装比约为1/2000- 1/1000，即DNA实际长度为染色质纤维长度的1000-2000倍。构成常染色质的DNA主要是单一序列DNA和中度重复序列DNA（如组蛋白基因 和tRNA基因）。常染色质并非所有基因都具有转录活性，处于常染色质状态只是基因转录的必要条件，而不是充分条件。 Chromosome Condesion(CC) 正常的细胞分裂中期现象； 卵母细胞成熟过程中也会发生； 受精过程也会发生； 核移植过程中发生称之为PCC CC发生的机理 已知的能够引发CC现象的大分子: Klf-4转录因子、SOX、C-myc等(可能是局部的,也可以是大面积的) CC最主要的诱发者: MPF MPF的靶分子（均参与了CC过程） 组蛋白、核质蛋白（分子伴侣） 、凝集素、核孔复合体 CC发生的生物学意义 细胞水平的重新编程； 牵涉到染色体的修复； 基因表达方式的改变； CC的异常发生 核移植（要求我们选择细胞周期位点） 细胞凋亡 病毒 放射线 化学试剂 PCC的结果: 细胞癌变或者凋亡 我们的关注点 pcc发生与重编程的相关性； 组蛋白置换与pcc发生的相关性； 组蛋白置换与重编程的相关性； 组蛋白参与基因表达调控 组蛋白是染色体基本结构－核小体中的重要组成部分，其N－末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等多种共价修饰作用，组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与DNA双链的亲性，从而改变染色质的疏松或凝集状态，或通过影响其它转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用，组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DNA遗传密码的调控作用，称之为 “组蛋白码” 。 组蛋白与核小体 组蛋白的不同修饰 对于核心组蛋白而言，乙酰化修饰对于重编程有重要意义； 而对于连接组蛋白而言，磷酸化修饰的意义可能更大些。 毫无疑问，磷酸化修饰是组蛋白参与重编程的重要调控方式。 研究焦点 乙酰化与染色质浓缩 组蛋白变化与细胞的多能性 在组蛋白与多能性基因表达相关性的研究中，早期人们偏重于核心组蛋白的作用，但近年来大家逐步开始进行连接组蛋白的影响，并且发现连接组蛋白在细胞多能性中的作用更加明显。 连接组蛋白亚型多，在不同的细胞中有不同的亚型，并且在细胞的不同发育阶段也存在连接组蛋白亚型的转化。 连接组蛋白（linker histone） 早期分为：a、b、c、d、e等5个亚型； 现在已发现确认了11个亚型； 其中卵特异性连接组蛋白Hlfoo是重点； Hlfoo在受精过程中置换精核鱼精蛋白； Hlfoo在核移植过程中置换别的H1蛋白； Hlfoo是MPF的重要的作用底物； Hlfoo的磷酸化变化与其游离性相关？ 核心组蛋白的乙酰化 组蛋白乙酰转移酶: ( Histone acetyl transferase , HAT); 很多转录因子本身就具有乙酰转移酶活性。 组蛋白去乙酰化酶 ( Histone deacetylase, HDAC); 一些去乙酰化酶抑制剂能提高核移植效率。 如：曲古菌素A （TSA）； 核心组蛋白的甲基化 组蛋白甲基转移酶（Histone Methyltransferases）； 研究表明H3一K4、H3一K9、H3一K36、H4一K20 都是易发生甲基化的位点，除此之外，实验发现精氨酸也可以被甲基转移酶作用 。一般认为，组蛋白只有