可逆的组蛋白乙酰化调控p16的表达

p16^INK4a通过抑制CDK4/6的活性而在细胞周期进行中发挥重要的作用,研究发现,组蛋白乙酰转移酶p300能促进p16^INK4a启动子活性,而组蛋白去乙酰化酶HDAC3/4能够逆转由p300介导的p16^INK4a启动子活性的增加,HDAC3/4能够降低p16^INK4a mRNA和蛋白质的水平．染色质免疫沉淀(ChIP)实验结果表明转染p300表达质粒能够逆转由HDAC3/4介导的p16^INK4a启动子组蛋白的低乙酰化状态．此外,免疫荧光实验结果表明HDAC4的核质穿梭起着重要的作用．免疫印迹和染色质免疫沉淀实验证明HDAC的抑制剂丁酸钠盐(NaBu)能通过诱导组蛋白的高乙酰化而促进p16^INK4a的表达．基于这些实验结果,推测出可逆的组蛋白乙酰化参与p16^INK4a基因转录调控的模型．     

ToxR负调控副溶血弧菌中c-di-GMP的合成

副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是世界范围内引起海产品相关食物中毒的主要致病菌,具有很强的生物膜形成能力。ToxR是一种膜结合调控蛋白,对副溶血弧菌生物膜形成具有一定的调控作用,但具体机制尚未见报道。c-di-GMP是一种普遍存在于细菌中重要的第二信使,参与调控细菌的多种生物学行为包括生物膜的形成。本文探究ToxR对副溶血弧菌中c-di-GMP代谢的调控作用。利用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定副溶血弧菌野生株(wild-type,WT)和toxR突变株(ΔtoxR)中c-di-GMP水平的差异。挑选c-di-GMP代谢相关基因scrA、scrG和vpa0198为进一步研究的靶标,采用实时定量qPCR实验检测靶基因在WT和ΔtoxR中的转录水平差异;将靶基因调控区DNA序列克隆入pHRP309质粒中无启动子的β半乳糖苷酶基因上游,采用lacZ报告基因融合实验进一步研究ToxR对靶基因的转录调控关系;将重组质粒分别导入含有pBAD33或pBAD33-toxR的EC100lpir中,采用lacZ报告基因融合实验研究ToxR是否能在异体宿主中调控靶基因的表达;PCR扩增靶基因上游调控区DNA序列,并纯化His-ToxR蛋白,用凝胶阻滞实验(electrophoresis mobility shift assay,EMSA)研究His-ToxR与靶基因启动子区DNA序列是否具有结合作用。ELISA结果显示ΔtoxR中c-di-GMP含量显著性高于WT中的,说明ToxR抑制c-di-GMP的产生;实时定量qPCR结果表明WT中scrA、scrG和vpa0198的转录水平显著性高于ΔtoxR中的,表明ToxR抑制它们的转录;lacZ报告基因融合实验结果表明ToxR可抑制副溶血弧菌和EC100lpir中scrA、scrG和vpa0198的启动子区活性;EMSA实验显示His-ToxR能特异性地结合到scrA和scrG的上游调控区DNA序列上,而对vpa0198的上游调控区DNA序列无结合作用。综上所述,ToxR通过直接调控相关酶蛋白基因的转录来抑制副溶血弧菌内c-di-GMP的合成,从而有助于精确调控生物膜形成等细菌行为。     

LCRG1基因启动子关键顺式调节元件的鉴定

LCRG1基因( laryngeal carcinoma related gene1,LCRG1 )是一个新的喉癌候选抑瘤基因,其转录调控机制一直未被阐明．通过限制性内切酶酶切介导对LCRG1基因 (-169～+127)区域进行剪切体分析,将LCRG1基因最小启动子定位于-169～-57．应用连接体扫描突变体分析,将关键顺式作用元件确定在-137～-122．生物信息学提示该区存在SP1、E2F1/DP1、EKLF和ZF9转录因子结合位点．利用已知反式作用因子与报告基因质粒进行共转染,提示Spl为有效的反式作用因子,且能上调LCRG1基因的表达．凝胶迁移阻滞实验确定LCRG1基因关键的顺式作用元件区域具有Spl结合位点．LCRG1基因启动子-137～-122片段在该基因表达过程中可能起重要作用,为LCRG1基因功能研究提供了新的证据．     

水稻OsWRKY89启动子紫外线-B反应元件区的鉴定

植物需要利用太阳光能进行光合作用,因而不可避免地受到紫外线-B(UV-B) 辐射的影响．为了鉴定水稻WRKY转 录因子OsWRKY89基因启动子中的UV-B反应相关元件,分析了转启动子不同缺失片段与gus融合基因的水稻幼苗,发现在该启动子中存在UV-B反应元件,位于基因翻译起始位点上游-1 213～-1 188之间的25 bp区域,碱基序列为AAGATCTACCATTGCTCTATAGCTT．结合OsWRKY89和UV-B诱导上调表达基因启动子序列分析发现,该元件区在水稻UV-B反应基因启动子上具有高度的保守性,而且与已知保守的光反应元件位置邻近,表明该区域在水稻UV-B反应的转录调控中可能具有重要功能．     

人及小鼠钠通道SCN3A基因的启动子及其上游调控区的分析

为了比较研究人与小鼠SCN3A基因的启动子及其上游调控区的特征,采用5′-Full RACE方法对人及小鼠SCN3A基因的转录起始点进行了准确定位,通过序列测定及对比分析证明：确定人和小鼠SCN3A基因的转录起始点均为“A”,人SCN3A基因转录起始点位于翻译起始点上游约27 kb处,而小鼠位于翻译起始点上游约31 kb处．人SCN3A基因5′非翻译区存在两个5′非翻译外显子,而小鼠只有一个5′非翻译外显子．人和小鼠SCN3A基因核心启动子区(-80 ～+70)的同源率高达96.0%,存在相同的启动子核心元件,BRE/和TATA;在-400至+200区段内预测到人存在而小鼠不存在的转录因子有PHR1、GATA-1、FOXN2、NF-1及AP-4,小鼠存在而人不存在的转录因子Sp、Sp3及GBF．人和小鼠SCN3A启动子区特征的异同将为进一步研究该基因在人和小鼠的表达调控机制提供重要线索．     

老年痴呆症相关基因Nicastrin的转录调控

APP蛋白经过降解,形成老年痴呆症患者脑内老年斑的主要成分．由PS(早老素),NCT, PEN-2和APH-1 4种膜蛋白组成的γ分泌酶催化该降解过程．为了了解人类nicastrin( NCT )基因的转录调控机制,确定了其在人脑中的转录起始位点以及其编码区上游大小不等片段的转录起始活性．EMSA分析证实NCT启动子区的4个AP-1结合位点和2个NFAT结合位点能够与相应的转录因子结合,能够改变转录因子调控能力的定点突变和PDTC诱导使得NCT启动子在HeLa细胞和大鼠皮质神经元中的启动活性都有所改变．以上结果说明：AP-1和NFAT确实参与了人类NCT基因的转录调控．     

H4K5去乙酰化对镍胁迫下酿酒酵母细胞壁完整性途径的调控作用

【目的】金属镍(nickel, Ni)是人类广泛接触的重金属污染物之一,镍暴露会激活细胞内的细胞壁完整性(cell wall integrity, CWI)信号通路,也会导致细胞内组蛋白乙酰化水平降低,但CWI途径在镍胁迫时是否受组蛋白乙酰化调控尚不完全清楚。【方法】利用组蛋白定点突变型菌株H4K5R (模拟去乙酰化状态),分析镍胁迫下H4K5去乙酰化对酿酒酵母CWI途径的调控作用【结果】与野生型菌株相比,定点突变型菌株H4K5R具有较强的镍抗性:在5.0 mmol/L NiCl₂胁迫下,定点突变型菌株仍能生长良好;Western blotting与qRT-PCR结果表明,野生型菌株BY4741在5.0 mmol/L NiCl₂胁迫下细胞壁完整性途径被激活,甘露聚糖与葡聚糖调控基因Mnn9表达量显著上调3.13倍、Fks1表达量显著上调1.49倍,甘露聚糖、β-葡聚糖的含量也增加,说明此时野生型菌株激活了CWI途径,细胞壁成分含量增加;定点突变型菌株H4K5R在5.0 mmol/L NiCl₂胁迫下CWI途径激活程度较轻,虽然Mnn9、Fks1表达量上调,但甘露聚糖含量变化并不显著,而相较于野生型菌株β-葡聚糖含量增加幅度较小。【结论】在5.0 mmol/L NiCl₂胁迫下,定点突变型菌株H4K5位点的去乙酰化调控CWI途径,进而影响细胞壁组分的变化。     

肺癌细胞中调控ezrin基因基本转录活性的顺式作用元件及转录因子的鉴定

研究发现,质膜-细胞骨架连接蛋白Ezrin在多种肿瘤细胞中异常表达,而且Ezrin的表达上调与肿瘤细胞的移动侵袭相关,但是调控ezrin基因转录的分子机制却不清楚．为了探明ezrin基因的转录调控机制,以肺癌细胞A549为材料,首先采用双荧光素酶报告基因分析系统检测ezrin基因5′侧翼嵌套缺失序列和位点突变序列的转录活性,鉴定肺癌细胞中ezrin基因的基本启动子区以及关键的顺式作用元件Sp1结合位点 (-75/-69) 和AP-1结合位点 (-64/-58)．其次,利用凝胶电泳迁移率变动分析证明,肺癌细胞核蛋白提取物能够与ezrin基因含有关键顺式作用元件的DNA序列结合,形成DNA-核蛋白复合物,而且Sp1结合位点和AP-1结合位点与重组蛋白rhSp1和rhAP-1的结合具有位点特异性．最后,利用瞬时转染实验证实,转录因子Sp1和AP-1 (由c-Jun和c-Fos组成的异源二聚体) 分别通过Sp1结合位点和AP-1结合位点,增强ezrin基因基本转录活性,而且,过表达转录因子Sp1、c-Jun或c-Fos上调了Ezrin蛋白表达．研究确定,肺癌细胞中调控ezrin基因基本转录活性的关键顺式作用元件是Sp1结合位点 (-75/-69) 和AP-1结合位点 (-64/-58),与之作用的转录因子Sp1和AP-1对于ezrin基因的转录激活作用至关重要．     

QsvR对副溶血弧菌VI型分泌系统1相关基因的转录调控

【目的】研究调控蛋白QsvR对副溶血弧菌VI型分泌系统1 （type VI secretion system 1,T6SS1）相关基因的转录调控关系。【方法】提取野生株（wild type,WT）和qsvR突变株（ΔqsvR）的总RNA,采用实时定量PCR （quantitative real-time PCR,qPCR）研究QsvR对靶基因的调控关系;进而采用引物延伸法定位靶基因的转录起始位点和核心启动子区,并根据引物延伸产物丰度判断QsvR对靶基因的调控关系;将靶基因的调控区DNA序列克隆入pHRP309质粒中的β-半乳糖苷酶基因上游（LacZ重组质粒）,并将重组质粒转化入WT和ΔqsvR中,通过LacZ报告基因融合试验研究QsvR对靶基因的调控关系;将LacZ重组质粒分别转化入含有pBAD33或pBAD33-qsvR的大肠杆菌100lpir中,进一步采用LacZ报告基因融合试验研究在异体宿主中QsvR对靶基因的调控关系;PCR扩增靶基因调控区DNA序列,同时表达并纯化His-QsvR重组蛋白,采用凝胶阻滞试验（electrophoresis mobility shift assay,EMSA）研究His-QsvR对靶基因调控区DNA序列是否具有直接的结合作用。【结果】qPCR结果显示,与WT相比,ΔqsvR中T6SS1相关基因VP1388 （操纵子VP1388-1390首基因）和hcp1 （操纵子VP1393-1406首基因）的转录水平显著性升高,表明QsvR抑制VP1388和hcp1的转录;引物延伸结果显示VP1388和hcp1各有一个转录起始位点,分别为C （-64）和T （-62）,且它们的转录活性受QsvR的抑制;LacZ报告基因融合试验结果显示QsvR可以抑制副溶血弧菌和EC100lpir中VP1388和hcp1的启动子区转录活性;EMSA结果显示His-QsvR对VP1388和hcp1的启动子区DNA序列具有直接的结合活性。【结论】QsvR对T6SS1相关操纵子VP1388-1390和VP1393-1406的转录具有直接的抑制作用。     

除虫菊TcALDH和TcGLIP基因启动子克隆及功能分析

天然除虫菊酯是从除虫菊(Tanacetum cinerariifolium)中提取的绿色植物源生物杀虫剂。醛脱氢酶(TcALDH)和GDSL脂肪酶(TcGLIP)是除虫菊酯生物合成途径中的关键限速酶。为探究TcALDH和TcGLIP基因的功能,该研究从除虫菊无性系‘W99''中克隆得到TcALDH和TcGLIP基因的启动子,并通过生物信息学分析、组织化学染色(GUS染色)、荧光素酶报告实验和外源植物激素处理实验对其启动子的调控元件、启动子活性、激素诱导特异性和组织特异性进行分析。结果表明:(1)克隆得到的TcALDH和TcGLIP启动子序列分别为2 848、1 343 bp,均含有多个与逆境应答和激素信号相关的顺式作用元件。(2)分别构建了启动子和荧光素酶融合的植物表达载体,在烟草叶片中观察荧光成像发现,TcALDH启动子具有茉莉酸甲酯(MeJA)和脱落酸(ABA)激素诱导特异性。(3)用MeJA和ABA处理除虫菊‘W99''组培苗发现,TcALDH的表达量在12 h内受ABA诱导时上调,受MeJA诱导时先升高后降低,TcGLIP的表达量受ABA和MeJA诱导下调。(4)分别构建了TcALDH和TcGLIP启动子与GUS基因融合的植物表达载体,转化烟草并对其转基因叶片进行GUS活性染色发现,TcALDH启动子在烟草叶片腺体、腺毛头部及叶肉细胞中表达,而TcGLIP启动子仅在烟草叶肉细胞中表达。综上认为,TcALDH和TcGLIP的启动子具有组织特异性,TcALDH启动子具有MeJA和ABA激素诱导特性。该研究结果为除虫菊TcALDH和TcGLIP基因参与除虫菊酯合成的调控机制提供了新见解。     

Histone deacetylation directs DNA methylation in survivin gene silencing

DNA methylation and histone acetylation are major epigenetic modifications in gene silencing. In our previous research, we found that the methylated oligonucleotide (SurKex) complementary to a region of promoter of survivin could induce DNA methylation in a site-specific manner leading to survivin silencing. Here, we further studied the role of histone acetylation in survivin silencing and the relationship between histone acetylation and DNA methylation.First we observed the levels of histone H4 and H4K16 acetylation that were decreased after SurKex treatment by using the chromatin immunoprecipitation (ChIP) assay. Next, we investigated the roles of histone acetylation and DNA methylation in survivin silencing after blockade of histone deacetylation with Trichostatin A (TSA). We assessed survivin mRNA expression by RT-PCR, measured survivin promoter methylation by bisulfite sequencing and examined the level of histone acetylation by the ChIP assay. The results showed that histone deacetylation blocked by TSA reversed the effects of SurKex on inhibiting the expression of survivin mRNA, inducing a site-specific methylation on survivin promoter and decreasing the level of histone acetylation. Finally, we examined the role of histone acetylation in the expression of DNA methyltransferase 1 (DNMT1) mRNA. The results showed that histone deacetylation blocked by TSA reversed the increasing effect of histone deacetylation on the expression of survivin mRNA. This study suggests that histone deacetylation guides SurKex-induced DNA methylation in survivin silencing possibly through increasing the expression of DNMT1 mRNA.     

Gene activation at a distance and telomeric silencing are not affected by yeast histone H1

Until recently, it was believed that the budding yeast Saccharomyces cerevisiae has no histone H1 gene. However, a search of the yeast genome database revealed a possible H1 homologue of 258 amino acids, termed yeast histone H1 (HHO1). The protein shows 36% identity to the human H1 core domain over a stretch of 93 amino acids. Unlike other H1 proteins, Hho1p has a second possible core domain which shows 43% identity to the first core domain. Since vertebrate H1 histone had been implied in gene repression as well as gene activation at a distance, we tested the effect of deleting the yeast H1-like gene on remote activation of a modified GAL1 promoter, which contains a synthetic GAL4 binding site close to the TATA box, and the natural UAS_G, consisting of four GAL4 binding sites. Different spacing up to 1.8 kb between the proximal binding site and the distal UAS_G enhancer revealed no differences in gene activation between wild-type and knockout strains. Overexpression of a heterologous histone H1 from sea urchin showed an overall inhibition of gene activation by the GAL1 promoter, whereas overexpression of the yeast histone H1 had no effect. Also, the expression of A1, ALPHA2 or SUC2 genes, all of which are known to be responsive to an altered chromatin structure, was unchanged in HHO1 knockout or HHO1-overexpressing strains when compared to wild-type cells. We also considered the possibility that HHO1 was involved in forming the heterochromatin at telomeres. On testing for telomeric silencing of a URA reporter gene introduced 1.3 kb away from the chromosomal end, we again observed no differences between wild-type and knockout strains. Thus, the yeast histone H1-like gene appears to have no role in gene activation at a distance or in silencing under the conditions tested. It remains to be seen whether the yeast H1 histone is a gene-specific regulator rather than a general chromatin-associated protein. Received: 16 April 1997 / Accepted: 4 July 1997