DNA甲基化与植物的生长发育

文章就DNA甲基化与植物生长发育的关系、催化甲基化的酶、5－甲基胞嘧啶在植物基因组中的分布、甲基化的发生和遗传的研究进展作了介绍。     

DNA甲基化与发育调节

甲基化修饰是脊椎动物ＤＮＡ唯一的自然修饰方式,动物基因组甲基化与基因表达密切相关,ＤＮＡ甲基化通过与反式作用因子相互作用或通过改变染色质结构而影响表达,在胚胎发育、Ｘ染色体失活、基因组印记及肿瘤发生发展中起重要作用。     

线粒体DNA与DNA甲基化的关系

线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）遗传信息量虽小,却控制着线粒体一些最基本的性质,对细胞及其功能有着重要影响。mtDNA的损伤与衰老、肿瘤等疾病的发生有关。DNA甲基化是调节基因表达的重要方式之一。mtDNA基因的表达受核DNA（nuclear DNA,nDNA）的调控,mtDNA和nDNA协同作用参与机体代谢调节和发病。本文就近年来mtDNA与DNA甲基化的关系作一综述。     

DNA 甲基化与植物生长发育的表观遗传调控研究进展

DNA 甲基化是表观遗传学的一种重要修饰形式, 已有大量研究证实其在植物的生长发育过程中起着重要作用。从植物 DNA 甲基化入手, 简要综述近年来 DNA 甲基化与生长发育、逆境胁迫表观遗传调节关系的研究结果,并对存在的问题进行讨论, 旨在进一步理解 DNA 甲基化在植物上的作用, 为植物育种提供指导。     

DNA甲基化与基因表达调节

DNA异常甲基化是一种表观遗传改变,常发生在启动子区的CpG岛。某些基因甲基化与基因表达密切相关,在生命过程中扮演着重要功能。一方面,DNA甲基化与高等动物的生长发育密切相关,另一方面,DNA甲基化和其他生命过程也有重要的联系。如X染色体失活、基因组印记、发育调控及细胞分化和肿瘤发生发展中起重要作用。     

DNA甲基化与基因表达调节

甲基化修饰是脊椎动物ＤＮＡ唯一的自然修饰方式,动物基因组甲基化与基因表达密切相关,ＤＮＡ甲基化通过与反式作用因子相互作用或通过改变染色质结构而影响表达,在Ｘ染危体关系,基因组印记,肿瘤发生发展中的起重要作用。     

DNA甲基化在细胞衰老中的作用

衰老是一种不可抗拒的生理现象,衰老过程伴随着复杂的生理生化改变,经常伴有一系列基因表达的变化。DNA甲基化作为哺乳动物细胞基因组修饰和表达调控的后遗传方式,在细胞的衰老过程中其总体水平降低,但同时又伴随着某些基因的高甲基化。衰老细胞的DNA甲基化改变可能是多种蛋白质参与的复杂过程。其甲基化模式与肿瘤细胞具有相似性,提示二者联系密切。     

DNA甲基化与植物抗逆性研究进展

DNA甲基化是真核细胞基因组重要修饰方式之一.DNA甲基化通过与转录因子相互作用或通过改变染色质结构来影响基因的表达,从表观遗传水平对生物遗传信息进行调节,在生长发育过程中起着重要的作用,而且植物DNA甲基化还参与了环境胁迫下的基因表达调控过程.本文对植物DNA甲基化的产生机制、功能,以及DNA甲基化在植物应对逆境胁迫中的作用进行综述,以更好地理解植物DNA甲基化及其对环境胁迫的响应,为植物抗逆性研究及作物遗传改良提供理论参照.     

DNA甲基化与基因表达调控研究进展

表观遗传修饰是指不改变DNA序列的、可遗传的对碱基和组蛋白的化学修饰,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑以及非编码RNA等.表观遗传修饰是更高层次的基因表达调控手段.DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,参与基因表达调控、基因印记、转座子沉默、X染色体失活以及癌症发生等重要生物学过程.近年来随着研究方法和技术的进步,全基因组DNA甲基化的研究广泛兴起,多个物种全基因组甲基化图谱被破译,全局水平对DNA甲基化的研究不仅利于在宏观层面上了解DNA甲基化的特性与规律,同时也为深入分析DNA甲基化的生物学功能与调控奠定了基础.结合最新研究进展综述DNA甲基化在基因组中的分布模式、规律以及和基因转录的关系等.     

DNA甲基化异常与肿瘤耐药

肿瘤耐药是导致肿瘤化疗失败的主要原因, 其产生机制复杂多样, 是多种因素共同作用的结果。近年来, 表观遗传改变在肿瘤耐药中的作用日益受到关注。DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰, 在调节基因表达和维持基因组稳定性中扮演着重要角色。原发性或获得性耐药的肿瘤细胞大多伴随DNA异常甲基化, 越来越多的证据显示, DNA甲基化异常是肿瘤细胞耐药表型产生的重要机制。文章就DNA甲基化异常与肿瘤细胞耐药的关系及相关作用机制进行了综述。     

乳腺脂肪组织调节乳腺发育的研究进展

乳腺是哺乳动物哺育子代的重要器官,其通过分泌乳汁给子代提供充足的营养物质,乳腺的健康发育对泌乳以及提高子代的存活率具有重要意义.脂肪组织是乳腺重要的组成部分,在乳腺发育和循环重构过程中,乳腺脂肪组织随之呈现规律性的形态和功能变化,乳腺脂肪组织的动态变化是乳腺循环性发育重构的重要特征.脂肪组织能够分泌特殊的"脂肪因子"调节上皮细胞的功能和乳腺的发育,并且存在与上皮细胞相互转换的潜能.本综述综合近年来乳腺脂肪组织的相关研究进展,为后续研究脂肪组织调节乳腺发育的机制提供基础数据.     

DNA甲基化及其对植物发育的调控

DNA甲基化属于一种表观遗传修饰,主要发生在CpG双核苷酸序列中的胞嘧啶上,是在DNA甲基转移酶催化下,以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体,将甲基转移到胞嘧啶上,生成5-甲基胞嘧啶的一种反应。DNA甲基化在植物生长过程中具有极其重要的作用。综述了植物DNA甲基化的特征、调控机制,及其对植物基因表达影响的研究进展。     

利用基因芯片技术研究两品种鸡脂肪组织差异表达基因

应用包含9024条鸡cDNA的表达谱芯片,对从两品种鸡脂肪组织抽提及纯化的mRNA进行芯片杂交,并对基因表达谱进行分析,旨在筛选高脂肉鸡和白耳蛋鸡脂肪组织差异表达的基因,探讨造成两品种体脂性状差异的分子生物学机理。结果按差异显著阳性标准分析,共筛选出差异表达基因67条,主要涉及脂类代谢、能量代谢、细胞骨架构成、转录和剪接因子以及蛋白质合成与分解等相关基因,此外,还筛选出一些尚未在GenBank上登陆的序列,推测可能是未知的新基因,它们在鸡脂类代谢的过程所起到的作用还需进一步实验证明。     

植物DNA甲基化

DNA甲基化是造成植物转录水平基因沉默的主要原因。从DNA甲基化的发生机理,DNA甲基化抑制基因转录以及调控基因转录的方式简要地介绍了真核生物中DNA甲基化的功能和调控机制方面的一些研究进展。     

Consistent and Heritable Alterations of DNA Methylation Are Induced by Tissue Culture in Maize

Plants regenerated from tissue culture and their progenies are expected to be identical clones, but often display heritable molecular and phenotypic variation. We characterized DNA methylation patterns in callus, primary regenerants, and regenerant-derived progenies of maize using immunoprecipitation of methylated DNA (meDIP) to assess the genome-wide frequency, pattern, and heritability of DNA methylation changes. Although genome-wide DNA methylation levels remained similar following tissue culture, numerous regions exhibited altered DNA methylation levels. Hypomethylation events were observed more frequently than hypermethylation following tissue culture. Many of the hypomethylation events occur at the same genomic sites across independent regenerants and cell lines. The DNA methylation changes were often heritable in progenies produced from self-pollination of primary regenerants. Methylation changes were enriched in regions upstream of genes and loss of DNA methylation at promoters was associated with altered expression at a subset of loci. Differentially methylated regions (DMRs) found in tissue culture regenerants overlap with the position of naturally occurring DMRs more often than expected by chance with 8% of tissue culture hypomethylated DMRs overlapping with DMRs identified by profiling natural variation, consistent with the hypotheses that genomic stresses similar to those causing somaclonal variation may also occur in nature, and that certain loci are particularly susceptible to epigenetic change in response to these stresses. The consistency of methylation changes across regenerants from independent cultures suggests a mechanistic response to the culture environment as opposed to an overall loss of fidelity in the maintenance of epigenetic states.     

siRNA诱导的DNA甲基化与肿瘤的发生

siRNA诱导的基因沉默最早只被认为是发生在细胞质内的转录后水平的调控过程,随着siRNA指导DNA甲基化现象的发现,已证实siRNA可以通过指导基因组表观修饰引起转录水平基因沉默.DNA甲基化曾被预言是致癌作用的一种表观遗传学机制,肿瘤发生过程中抑瘤基因异常沉默涉及到基因启动子区域DNA的甲基化.分析了这两个过程中内在的关系,探索siRNA对肿瘤细胞中基因异常表达的影响和作用.这将有助于肿瘤生物学和表观遗传学的研究,也会为研发防治肿瘤的新方法和新途径提供新的思路.     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。