银鲫(Carassius auratus gibelio)成熟精子染色质的结构和碱性蛋白的研究

银鲫属行雌核发育的遗传系统,其精子入卵后不能形成雄性原核。如同其它种类的精子一样,在精子发生过程中其染色质形成高度浓缩的具有一定结构的DNA和碱性蛋白的复合物。为了研究分析银鲫成熟精子的碱性蛋白、染色质的结构及其与体细胞染色质的异同,我们用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了银鲫精子碱性蛋白的组分,并结合核酸酶解的结果,以电镜铺片和超薄切片法探讨了银鲫染色质的结构。聚丙烯酰胺凝胶电泳分析表明,银鲫精子的碱??性蛋白为含H_1、H_2a、H_2b、H_3及H_4五个主要组分的组蛋白,且与体细胞核组蛋白无明显差异。电镜铺片法观察精子染色质,可见染色质丝的近100A粗细的串珠状结构。小球菌核酸酶水解精子染色质,DNA的琼脂糖电泳呈“阶梯型”电泳条带,证实了银鲫成熟精子保存了核小体基本单元,在低渗处理后的精子超薄切片中,可以见到直径为300A左右的染色质纤维,这个结果提示了精子染色质与体细胞染色体有类似的二级结构。根据以上所得到的结果推测,行雌核发育的银鲫,其精子在入卵后不能原核化,与精子染色质的基本结构及碱性蛋白组分无明显直接关系。     

黑斑蛙和中华大蟾蜍精子的超显微结构研究

过去,在精子的超显微结构方面的研究虽然已积累了很多资料,但在无尾的两栖类,蛙和蟾蜍方面的研究却不多。施履吉等（1981）结合他们的生化工作,曾用液面铺片法研究了这两种两栖类染色质在超显微结构方面的异同。发现黑斑蛙的精子染色质保留了体细胞染色质的核小体的结构,而在蟾蜍染色质中则无核小体结构,取而代之的则为由精蛋白和DNA组成的纤维状结构。然而在原位的情况下,黑斑蛙（Rana nigromacu-lata）和中华大蟾蜍（Bufo bufo asiaticus）的染色质呈何形态尚需做进一步的研究。     

砂鼠利什曼原虫(Leishmania gerbilli)染色质与动基体碱性蛋白的初步研究

利用纯化的砂鼠利什曼原虫细胞核作为起始材料对其染色质碱性蛋白进行分析,发现这类生物中只存在四种核芯组蛋白(H_4,H_2A,H_2B和H_3)。 用凝胶电泳比较全细胞的与细胞核的碱性蛋白时,检出了一种来自细胞质的酸溶性蛋白(L组分)。细胞化学的检测表明它定位于动基体(Kinetoplast)。     

非细胞体系核重建并非必需核小体与染色质的装配

以质粒DNA在爪蟾卵提取物S- 1 5 0中进行核小体构建时形成的超螺旋结构检测核小体的形成 ;利用阳离子交换剂CM -Cellulose定量结合组蛋白H2A和H2B ;并结合小球菌核酸酶分析核小体的形成 ,研究了爪蟾去膜精子在去除H2A ,H2B的S- 1 5 0中的核重建过程 .结果表明CM -Cellulose可有效去除组蛋白并阻止质粒DNA的核小体构建和精子染色质的改建 .但处理后的S- 1 5 0与膜泡组分仍可诱导去膜精子进行体外核重建 ,进一步表明非细胞体系核重建与外源DNA长度无关 ;核小体及染色质的组装对于核重建并非必需 .     

HMG非组蛋白在基因表达调节中的作用——Ⅰ.HMG非组蛋白对小鼠肝细胞核转录活性和DNA酶Ⅰ消化动力学的影响

本文观察了外加的HMG对体外核转录和DNA酶Ⅰ消化不同状态细胞核的影响,并与功能已经比较清楚、组成和结构较为相似的组蛋白H_1进行比较,发现:(1)外加的HMG与组蛋白H_1均能抑制肝细胞核的转录活性,但它们的抑制作甩以组蛋白H_1最强,磷酸化组蛋白H_1其次,HMG最弱。(2)组蛋白H_1能抑制DNA酶Ⅰ对肝细胞核的消化,而外加的HMG对小鼠肝细胞核消化的影响呈双相:短暂消化时HMG能降低细胞核对DNA酶Ⅰ的敏感性,但其抑制作用较H_1弱;延长消化时反而能增加核对DNA酶Ⅰ的敏感性。(3)组蛋白H_1对DNA酶Ⅰ有限消化后的残核消化无明显的影响而HMG能促进残核的消化。(4)组蛋白H_1能抑制DNA酶Ⅰ消化去组蛋白H_1细胞核,而HMG能促进去组蛋白H_1的细胞核的消化。实验结果启示HMG非组蛋白与组蛋白H_1相对置的变化会引起染色质结构的改变,从而影响转录的进行,这可能是基因表达粗调节的一种方式。HMG能增加非活性核小体对DNA酶Ⅰ的敏感性说明HMG很可能与活性核小体结构的形成有关。     

两栖动物精子形成过程中细胞核内碱性蛋白质的更替现象

1、在分属于蝾螈科、蛙科、姬蛙科、雨蛙科与蟾蜍科的八种两棲动物上,用细胞化学的方法研究了精子形成过程中核内碱性蛋白质的变化。 2、细胞化学研究的结果表明,所有八种两棲动物的精子核中的碱性蛋白质,都是跟一般细胞核(包括精细胞的核在内)中的碱性蛋白不相同的。它们比一般细胞核中的组蛋白含有较多的精氨酸,碱性也更强一些。 3、在六种两棲动物上,用热三氯醋酸(5％,90℃)处理了用酒精固定的精巢的切片,比较了所得到的结果。一般的细胞核与中期染色体都不破坏,但是精子核的反应则因种而异。 只要处理五分钟,黑眶蟾蜍的绝大部分的精子核就都破坏了;处理十五分钟以后就全部都消失了。 臭蛙的精子核在经十五分钟处理以后绝大多数都遭到了破坏。 滇蛙的精子核在经十五分钟处理以后,大部分遭到了破坏;处理三十分钟以后,就全部都消失了。 在云南小狭口蛙,处理十五分钟以后只有小部分的精子核遭到了破坏,在经过三十分钟处理后,方才大部分被破坏。 多疣狭口蛙的精子核在经十五分钟的处理以后,只有很少的一部分被破坏,处理三十分钟以后,遭到破坏的仍然只占小部分。 至于华西雨蛙,直到处理三十分钟以后,方才有些精子核开始表现出发生破坏的迹象。 如果用热苦味酸的饱合水溶液处理(60℃、3小时)代替热三氯醋酸     

盐离子作用下组蛋白变体H2A.Z增强核小体结构的稳定性

真核生物染色质的基本结构组成单元是核小体,基因组DNA被压缩在染色质中,核小体的存在通常会抑制转录、复制、修复和重组等发生在DNA模板上的生物学过程。组蛋白变体H2A.Z可以调控染色质结构进而影响基因的转录过程,但其详细的调控机制仍未研究清楚。为了比较含有组蛋白变体H2A.Z的核小体和常规核小体在盐离子作用下的稳定性差异,本文采用Förster共振能量转移的方法检测氯化钠、氯化钾、氯化锰、氯化钙、氯化镁等离子对核小体的解聚影响。实验对Widom 601 DNA序列进行双荧光Cy3和Cy5标记,通过荧光信号值的变化来反映核小体的解聚变化。Förster共振能量转移检测结果显示:在氯化钠、氯化钾、氯化锰、氯化钙和氯化镁作用下,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体解聚速度相比于常规核小体要慢,且氯化钙、氯化锰和氯化镁的影响更明显。电泳分析结果表明,在75℃条件下含有组蛋白变体H2A.Z的核小体的解聚速率明显低于常规核小体。采用荧光热漂移检测(fluorescence thermal shift analysis , FTS)进一步分析含有组蛋白变体H2A.Z核小体的稳定性,发现两类核小体的荧光信号均呈现2个明显的增长期,含有组蛋白变体H2A.Z核小体的第1个荧光信号增速期所对应的温度明显高于常规核小体,表明核小体中H2A.Z/H2B二聚体的解聚变性温度要高于常规的H2A/H2B二聚体,含有组蛋白变体H2A.Z核小体的热稳定性高。研究结果均表明,含有组蛋白变体H2A.Z的核小体的结构比常规核小体的结构稳定。     

典型涡鞭毛虫(Zooxanthella microadriatica)含有多种染色质碱性蛋白

以往的研究都表明涡鞭毛虫类不含真核细胞普遍具有的组蛋白,而仅含1—2种分子量较小、含量较低和碱性较弱的染色质碱性蛋白。但我们采用自己建立的先固定后抽提的方法从典型涡鞭毛虫Zooxanthella microadriatica获得了多种碱性蛋白成分。经SDS-PAGE分析,其中有六条带的迁移率分别十分接近地对应着小牛胸腺的五种组蛋白(H1有两条亚带)。另外迁移率在H1与H3之间的三条互相靠近的电泳带,据其分子量(17—19KDa)分析极可能来自于此细胞中含量极为丰富的叶绿体类核体的染色质,由于碱性性质相似而被一同提取出来。既然我们利用先固定后抽提的方法提取小牛胸腺组蛋白和提取涡鞭毛虫(Crypthecodinium cohnii)的染色质碱性蛋白获得了良好的提取效果和很好地重复了前人的结果,我们认为本工作首次报道了在典型涡鞭毛虫类中也有含有多种染色质碱性蛋白并且很相似于组蛋白(至少在分子量上)的情形,为揭示和澄清组蛋白的起源进化问题提供了新的实验依据。     

十足目甲壳动物非浓缩精子发生过程中组蛋白动态研究进展

精子发生是一个受到高度调控的发育过程.在精子形成过程中,组蛋白和鱼精蛋白参与的替换过程对于精子核单倍体基因组的重包装具有重要作用.十足目甲壳动物精子具有非浓缩核的特征,目前多项研究已经证明,十足目甲壳动物精子细胞核或顶体结构中存在部分组蛋白及修饰的组蛋白.本综述总结了十足目甲壳动物精子发生过程中组蛋白的动态特征,有助于阐释非浓缩核染色质结构包装调控的机制.     

体外组装含有组蛋白变体H2A.Z及H3.3的核小体

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,组蛋白变体H2A.Z及H3.3对染色质结构及基因转录过程发挥着重要的调控作用。体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构含有H2A.Z及H3.3的核小体结构是研究与组蛋白变体相关基因表达调控的重要方法之一。实验表达纯化了6种组蛋白,在复性的过程中装配了含有H2A.Z和H3.3的组蛋白八聚体。基于DNA序列10bp周期性及序列模体设计了3条易于形成核小体的DNA序列,通过PCR大量扩增的方法,回收了标记Cy3荧光分子的目的 DNA序列。采用盐透析法体外组装了含有H2A.Z和H3.3的核小体结构,利用荧光标记、EB染色及考马斯亮蓝染色检测了含有组蛋白变体的核小体形成效率及形成过程的吉布斯自由能变化。结果发现,设计的3条DNA序列可以有效地组装形成含有组蛋白电梯的核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA比例的增加,核小体的形成效率显著提高;采用Cy3荧光标记可以灵敏且定量地计算组装过程的吉布斯自由能。该方法的建立对研究组蛋白变体相关的结构生物学及转录调控等具有一定的意义。     

技术与方法体外组装含有组蛋白变体H2A.Z及H3.3的核小体

核小体是构成真核生物染色质的基本结构单位,组蛋白变体H2A.Z及H3.3对染色质结构及基因转录过程发挥着重要的调控作用。体内研究核小体及染色质结构受到诸多因素限制,体外重构含有H2A.Z及H3.3的核小体结构是研究与组蛋白变体相关基因表达调控的重要方法之一。实验表达纯化了6种组蛋白,在复性的过程中装配了含有H2A.Z和H3.3的组蛋白八聚体。基于DNA序列10bp周期性及序列模体设计了3条易于形成核小体的DNA序列,通过PCR大量扩增的方法,回收了标记Cy3荧光分子的目的DNA序列。采用盐透析法体外组装了含有H2A.Z和H3.3的核小体结构,利用荧光标记、EB染色及考马斯亮蓝染色检测了含有组蛋白变体的核小体形成效率及形成过程的吉布斯自由能变化。结果发现,设计的3条DNA序列可以有效地组装形成含有组蛋白电梯的核小体结构,而且随着组蛋白八聚体与DNA比例的增加,核小体的形成效率显著提高;采用Cy3荧光标记可以灵敏且定量地计算组装过程的吉布斯自由能。该方法的建立对研究组蛋白变体相关的结构生物学及转录调控等具有一定的意义。     

前环藻(Amphidinium carterae)(涡鞭毛虫)染色质碱性蛋白的研究

本研究用甲醇固定、细胞匀浆、0.3NHCl抽提及丙酮沉降的四步法提取了属于典型涡鞭毛虫类的前环藻(Amphidinium carterae)之染色质碱性蛋白及作为对照的小牛胸腺组蛋白,并以酸尿素系统的聚丙烯酰胺凝胶电泳,对所提取的蛋白作了对比检查。结果小牛胸腺的总组蛋白被分离成H1、H3、H2A、H2B及H4五条电泳带;前环藻的蛋白样品在组蛋白电泳区唯一出现了一条电泳带,其电泳迁移率相当于小牛胸腺组蛋白H4。根据本结果和另外一些作者对其他一些涡鞭毛虫类的生化和细胞化学研究的结果,表明以往主要根据经典的细胞化学研究之结果而认为涡鞭毛虫类的细胞核或染色体不含组蛋白或碱性蛋白作为其一重要特征,是并不全面和可靠的。包括本研究在内的几个生化研究结果也暗示了涡鞭毛虫类的染色质主要含一种电泳迁移率类似于组蛋白H4的碱性蛋白可能是一普遍现象。     

生肌素引起组蛋白H3和H4高度乙酰化及染色质溶解性增加

为研究生肌素在染色质重建过程中的作用 ,采用生肌素真核表达载体转染C2C12肌细胞 ,细胞核经微球菌核酸酶消化后 ,提取DNA进行SDS PAGE分析 .生肌素转染的细胞 ,其核小体 (染色质 )在Mg2 + 溶液中的溶解性明显增加 ,提示染色质组蛋白乙酰化程度提高 .组蛋白经TAU SDS(2 D)双相凝胶电泳分析 ,发现在转染生肌素真核表达载体 2 4h后 ,组蛋白H4的乙酰化修饰程度最高 .采用抗乙酰化组蛋白H3和H4抗体进行的Western印迹分析进一步证明了乙酰化的发生 .上述变化与染色质的活跃程度相关 .RT PCR结果显示 ,生肌素的靶基因烟碱样乙酰胆碱受体 (nAChR)α亚基和肌酸激酶 (MCK)基因在转染后表达水平提高 .结果提示 ,强制性表达外源性生肌素可引起肌细胞核染色质重建 ,进而激活靶基因     

半滑舌鳎精子发生和精子形成的超微结构

用电子显微镜对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis)精子发生的过程及精子的超微结构进行了观察。半滑舌鳎精巢属于小叶型,精小叶由各期生精细胞和支持细胞构成。半滑舌鳎的精子发生经历了初级精原细胞、次级精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞,再经过精子形成过程发育成为精子。初级精母细胞成熟分裂的前期Ⅰ,同源染色体经历了联会复合体形成和解聚的变化。在精子形成的过程中,精细胞大致经历了核质浓缩、线粒体迁移及鞭毛的发生等过程。核质浓缩时,精细胞核内位于植入窝周围的染色质首先由细颗粒状浓缩成粗大颗粒状,然后细胞核其他部位的染色质也逐渐浓缩成粗大颗粒状。这些已浓缩成粗大颗粒状的染色质再进一步浓缩为电子密度高的均匀状物质。随着核质的浓缩,核外膜与核内膜之间的间隙增大形成核膜间隙,核内一些没有参与染色质浓缩的物质通过出芽形成囊泡,先排入核膜间隙,然后再外排到细胞质中。核浓缩过程中细胞核的体积和表面积都大大缩小;鞭毛的形成与细胞核的浓缩是同步进行的,当一对中心粒移近细胞核时,核膜凹陷形成植入窝,其周围染色质浓缩的同时,远端中心粒(基体)逐渐向后产生轴丝。成熟精子无顶体,头细长,主要为核占据,核凹窝发达,线粒体4-5个环绕在鞭毛基部形成袖套,尾细长,具侧鳍,尾部轴丝为"9 2"结构。     

日本沼虾精子发生的研究

对日本沼虾精子发生全过程的电镜观察表明：精原细胞核染色质分散,胞质内有线粒休、内质网的分布。初级精母细胞核染色质块状,不均匀地分布于核中,内质同多小泡多。次级精母细胞核染色质大多分布于核膜内侧,内质网聚集成团,精细胞分化形成精子的早期,胞核增大,核侧形成内质同多小泡的聚合体;中期的核内染色质浓缩,同时形成空囊状结构,     

以微量电泳方法检查夜光虫(Noctiluca miliaris)的细胞核碱性蛋白

本文以微量电泳方法在细胞水平上检查了属涡鞭毛虫(亦称甲藻)类的夜光虫(Noctiluca miliaris)营养体细胞核的碱性蛋白。为此而提出的单个细胞核的分离、匀浆及其碱性蛋白的提取和电泳分析方法,表明是有效而可靠的。夜光虫的核碱性蛋白提取物及作对照的小牛胸腺组蛋白在100微米口径的毛细凝胶管中的对比电泳检测中,发现夜光虫细胞核的碱性蛋白只出现单独的一条蛋白带,其电泳迁移率与组蛋白H4组份的相当。这一碱性蛋白在一个营养体夜光虫细胞核中的含量,估计约为60微微克。实验结果说明,夜光虫的细胞核虽然根据细胞学的研究是比典型的涡鞭毛虫类高等而更接近于典型的真核生物,但是它们并不含有典型真核生物普遍所含的五种组蛋白成份。在这一点上看来,它是又跟典型的涡鞭虫类相似的。     

核质蛋白(nucleoplasmin)研究进展

核质蛋白是一种主要的细胞核可溶性蛋白质,在真核生物的生殖细胞及体细胞中广泛存在,体外研究表明,它与核小体装配及受精后精子染色质的解聚及鱼精蛋白的替代有关。     

核小体及染色质修饰的基因组分布模式和染色质状态

染色质是真核DNA的存在方式,可以通过影响DNA的可及性调节基因转录,其基本单元为核小体,系由约147 bp的DNA缠绕在组蛋白八联体上形成的结构,核小体之间以连接DNA相连．核小体组蛋白上能发生甲基化和乙酰化等化学修饰．核小体位置、DNA的甲基化和组蛋白的修饰等对染色质状态(常染色质或异染色质)及基因组之间的长程相互作用有重要影响．近年,基于高通量测序技术,核小体位置和染色质修饰在多种细胞中的基因组分布已被测定．结果显示,这些标记的分布模式具有位点特异、动态变化、相互偶联和高度复杂的特征．本文详细回顾并评述了核小体位置和染色质修饰的分布模式、对应生物学功能、修饰之间的关联、实验测定技术、染色质状态的计算分析等内容．该工作对于深入认识和理解染色质的表观遗传调节机制有重要意义．     

30 nm染色质的体外组装和电镜分析

真核生物的基因组以染色质的形式存在,染色质在真核生物的基因表达调控及胚胎发育过程中起重要作用,为表观遗传提供一个重要的信息整合平台．染色质的高级结构,特别是 30 nm染色质的动态变化在基因转录沉默和激活过程中起着重要的调控功能．但是目前对30 nm 染色质纤维的组装及其精细结构的认识还十分有限．本文通过体外表达系统,表达未经修饰的组蛋白,并利用克隆构建的601DNA均一重复序列,通过逐步降低盐离子浓度并加入组蛋白H1或镁离子的方法,体外重组均一的30 nm染色质纤维．并利用镀金属、负染色制样和冷冻电镜制样等手段通过透射式电子显微镜(TEM)对30 nm纤维结构的形成原因、组蛋白H1的作用和核小体重复单位(nucleosome repeat lengths,NRLs)长度对30 nm染色质纤维的影响进行研究．研究结果显示在组蛋白H1或二价镁离子存在的情况下,均可形成30 nm染色质纤维．其形成的染色质拓扑结构有所不同．统计分析表明,不同长度核小体重复单位(NRLs)形成的染色质纤维直径有所不同(P < 0.05)．同时,我们得到了较为均一的冷冻电镜样品,为进一步研究30 nm染色质纤维的高级结构及理解体内染色质存在的形式及动态过程打下了较好的基础．     

H2A-H2B类型组蛋白及其伴侣蛋白的研究进展

染色质是真核细胞中遗传物质DNA的载体,染色质结构动态变化与DNA复制、转录、重组、修复等重要生物学事件密切相关.组蛋白是染色质结构的基本组成元件之一,组蛋白变体和组蛋白修饰是两类基本的染色质结构调控因子.在构成核小体的四种核心组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)当中,H2A拥有最多的变体类型并在染色质结构调控中发挥重要作用.H2A组蛋白伴侣对H2A组蛋白及其变体的特异识别对于后者的折叠、修饰、传递、转运、组装、移除等生物学功能至关重要.本文着重探讨了组蛋白伴侣特异识别H2A组蛋白的分子机理,二者调控染色质结构的作用机制以及相应的生物学意义.