羟基脲诱导前后HEL细胞内GATA转录因子与人β—类珠蛋白基因调控元件的结合模式分析

HEL细胞是一株人红白血病细胞株,其中成年型β-珠蛋白基因不能表达。我们以往的试验证明,羟基脲诱导以后,能使HEL细胞内成年型β-珠蛋白基因表达。本文以此为模型,探索了β-珠蛋白基因在HEL细胞内诱导表达的分子机制。结果表明,羟基脲诱导之后,与人β-珠蛋白基因5’远侧端DNaseⅠ超敏感点2核心DNA序列以及近侧端启动子DNA序列相结合的GATA-1蛋白因子量明显增多,而GATA-2蛋白因子量明显减少。结果显示,GATA蛋白家族各成员在HEL细胞分化及珠蛋白基因表达的过程中扮演着不同的角色。推测GATA-1可能有促进β-珠蛋白基因的表达,使HEL细胞趋向终末分化的作用,GATA-2则可能与胚胎型珠蛋白基因表达有关,并有抑制红细胞向终末分化的功能。     

与人体ε-珠蛋白基因5'旁侧正调控元件(ε-PREI)专一结合的调控因子的初步研究

人体ε－珠蛋白基因５′旁侧ＤＮＡ序列对该基因时空表达与调控起着十分重要的作用。本文运用凝胶电泳阻抑法,ＤＮａｓｅＩ足印法和Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎｂｌｏｔ分析法发现在胚胎型红白血病细胞株Ｋ５６２细胞中有一个特异的核蛋白因子（简称ε－ＳＳＰ,其分子量大约为８０ｋＤ）,它能专一地与人体ε－珠蛋白基因５′旁侧一个红细胞专一和发育时期特异的正调控元件（ε－ＰＲＥＩＩ,－４４６ｂｐ到－４１９ｂｐ）相结合。竞争实验表明该因子与ε－ＰＲＥＩＩ的结合能被人体ε－珠蛋白基因启动子区ＤＮＡ片段（－１７７ｂｐ到＋１ｂｐ）所竞争;同时也能被人体β－类珠蛋白基因远侧端调控元件ＬＣＲ中的ＤＮａｓｅＩ超敏感点Ｉ核心区ＤＮＡ片段（－１０９６５ｂｐ到－１０６８１ｂｐ）与超敏感点ＩＩ核心区ＤＮＡ片段（－１４９９３ｂｐ到－１４７１８ｂｐ）所竞争。我们的结果提示了ε－ＳＳＰ不仅是一个与红细胞专一性和发育时期特异性相关的反式调控因子,而且它可能介导远侧端调控元件（ＬＣＲ）与近侧端调控元件启动子之间的相互作用,共同调节ε－珠蛋白基因在胚胎期的表达。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

转录因子GATA-2在脊椎动物发育过程中的作用

GATA-2是对外胚层和中胚层发育至关重要的转录因子,它属于具有保守锌指结构的GATA转录因子家族.GATA家族包括6个成员:分别命名为GATA-1～GATA-6.最新研究表明,GATA-2不仅存在于胚胎器官,还对成体造血细胞系、神经系统、垂体和泌尿生殖系统中细胞的功能和维持都必不可少.本文旨在通过对GATA-2的功能研究进展进行综述,探讨GATA-2在生殖系统中的作用机制,以期更广泛地了解GATA-2基因在生物发育过程中的作用及对相关基因的调控机制,从而为攻克人类相关疾病提供理论依据.     

与人体ε—珠蛋白基因5‘旁侧正调控元件（ε—PREⅡ）…

人体ε－珠蛋白基因５’旁侧ＤＮＡ序列对该基因时空表达与调控起着十分重要的作用。本文运用交电泳阻抑法,ＤＮａｓｅＩ足印法和Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ ｂｌｏｔ分析法发现在胚胎裂红白血病细胞株Ｋ５６２细胞中有一个特异的核蛋白因子,它能专一地与人体ε珠蛋白基因５‘旁侧一个红细胞专一和发育时期特异的正调控元件（ε－ＰＲＥⅡ,－４４６ｂｐ到－４１９ｂｐ）相结合竞争实验表明该因子与ε－ＰＲＥⅡ的结合能被人体ε－     

GATA转录因子和血液系统疾病

GATA转录因子是造血系统重要的调控因子。近年的研究发现,它不仅参与正常的造血调控,它的突变或异常表达还参与了血液系统疾病的发生和发展。现对GATA-1和GATA-2、GATA-3的突变和/或异常表达以及与之相关的血液系统疾病进行综述。     

人体β-珠蛋白基因5’旁侧调控元件与不同发育时期调控因子的相互作用

人β-珠蛋白基因主要在成年期的骨髓中表达,在胎儿肝,成年肝和K 562细胞中则处于关闭状态。凝胶电泳阻抑法分析发现,在人胎儿肝,成年肝及K 562细胞的核蛋白抽提物中存在着不同的与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件(-372到-194 bp)相结合的红系组织特异性的调控因子。竟争试验的结果表明,成年肝和K 562细胞中的调控因子与β-珠蛋白基因5'旁侧调控元件相互作用的方式具有一定的相似性,这两种细胞的调控因子既结合于负调控区(NCR 2)也结合于正调控区,说明两种细胞中β-珠蛋白基因的关闭机制可能是相似的。胎儿肝的核蛋白因子只结合于负调控区,推测在胎儿期存在独特的关闭机制。     

多组学大数据整合分析揭示早期胚胎发育过程中基因表达调控信息的变化规律

摘要 目的：探究哺乳动物早期胚胎发育过程中基因表达调控信息的变化规律。方法：收集小鼠早期胚胎发育各时期的RNA-seq,ATAC-seq,MethylC-Seq和H3K4me3 ChIP-seq数据进行整合分析,观察小鼠早期胚胎发育各时期转录因子表达量的变化,计算各时期基因表达量与转录因子结合位点数量及染色质可及性的相关性,筛选各时期表达量前10%的基因,统计其表达量和转录因子占比,并进行启动子可及性分析。根据前期报道的转录因子三节点调控网络,对早期胚胎各时期转录因子调控网络的富集模式进行分析。根据多组学数据分析结果,推测早期胚胎发育调控过程中转录因子和表观遗传修饰信息的共调控模型。结果：转录因子数量和调控关系变化以及染色质可及性、DNA甲基化修饰、组蛋白修饰等表观遗传修饰共同调控早期胚胎发育各时期的基因表达,这些因素在不同时期发挥不同程度的调控作用。结论：转录因子和表观遗传修饰在早期胚胎发育过程中动态调控基因表达。     

人体β—珠蛋白基因5‘旁侧调控元件与不同发育时期调控因子的…

人β－珠蛋白基因主要在成年期的骨髓中表达,在胎儿肝,成年肟和Ｋ５６２细胞中则处于关闭状态,凝胶电泳阻抑法分析发现,在人和肝,成年肝及Ｋ５６２细胞的核蛋白抽提物中存在着不同的与β－珠蛋白基因５旁侧调控元件（－３７２到－１９４ｂｐ）相结合的红系组织特生的调控因子。竞争试验的结果表明,成年肝和Ｋ５６２细胞中的调控因子与β－珠蛋白基因５旁侧调控元件相互作用的方式具有一定的相惟性,这两各细胞的调控因子既结合     

碱性Krppel样因子对γ-和ε-珠蛋白基因的转录调控作用

为探索碱性Kr櫣ｐｐｅｌ样因子 (basicKr櫣ｐｐｅｌ likefactor,BKLF)对γ 和ε 珠蛋白基因的转录调控作用 ,构建了人类BKLF(hBKLF)基因全长及N端缺失 40个氨基酸的真核表达载体 ,并将其瞬时转染到COS7细胞中做报告实验。结果表明 ,hBKLF能够抑制γ 和ε 珠蛋白基因启动子的活性 ,而hBKLF特异的反义核酸则激活这两种基因的启动子。N端缺失 40个氨基酸不影响这种转录抑制功能。hBKLF强烈抑制FKLF(embryonic/fetalβ likeglobingene ac tivatingKr櫣ｐｐｅｌ likefactor)引起的对γ 和ε 珠蛋白基因的转录激活作用。另外BKLF基因能够与SHP1(SH2 containingproteintyrosinephosphatase 1)基因启动子区的CACCC元件结合。这些结果提示γ 和ε 珠蛋白基因可能是BKLF的转录调控对象 ,为研究BKLF参与血细胞特异表达基因的调控提供了依据     

锌指亚家族GATA-4、-5和-6的调控作用

GATA蛋白是一类重要的转录调节因子,它们具有保守的DNA结合结构域,其中的GATA 4、 5和 6亚家族对组织特异性基因的表达起关键性的调控作用.综述了这3种因子的结构功能,在小鼠中的表达模式和基因定位,在组织特异性基因表达中的作用,对可诱导基因表达的调节以及与它们相互作用的有关因子等.     

VentX促进人类造血干细胞向红系分化

GATA-2作为GATA家族成员,其通过与靶基因的GATA结合位点结合,在造血系统发育中起关键性的调节作用。VentX是非洲爪蟾蜍xvent基因同源的哺乳动物基因,最近研究发现,其参与了中胚层的分化定型及造血干细胞的维持,并且在细胞衰老、增殖、分化及炎症反应等的调节中发挥功能。为探索VentX基因与GATA-2的关系及其对造血干细胞红系分化的调节功能,首先在K562细胞株中进行了VentX启动子分析,发现GATA-2可以通过结合到VentX启动子区两个GATA结合位点来顺式调控Vent X;继而在人骨髓(造血)干细胞中的实验显示,过表达GATA-2或过表达VentX,均可抑制CD34~+细胞的增殖,促进CD34~+细胞向红系分化。以上实验结果为临床红细胞来源提供了有价值的研究线索。     

CBP蛋白是转录因子GATA-2的辅激活因子

转录因子GATA家族含有6个成员,分别为GATA 1-6,本实验主要针对GATA-2与CREB结合蛋白（CBP）的关系进行了研究,GATA-2主要在造血祖细胞中表达,对维持这类细胞的非分化状态有重要作用,CBP是多种可调控的与DNA结合的转录因子的辅激活因子,其中包括转录因子GATA-1,目前尚未有报道表明CBP蛋白也是GATA-2的辅激活因子,本研究利用免疫沉淀技术和洗脱技术证明了小鼠的GATA-2能够与CBP结合,而且发生结合的位点分别位于CBP蛋白的CHI,CH3和CT4523个区域,以及GATA-2蛋白的N-finger,N-C-finger和C-finger3个区域,荧光素酶活性测定结果表明,CBP能够以剂量依赖的方式提高GATA-2转录激活的活性,有研究表明,虽然GATA-1主要在已分化的造血细胞中表达,但与GATA-2的表达在时间上仍有重叠,那么是何种机制决定着CBP蛋白与GATA-2选择性结合时维持造血细胞的非分化状态,而与GATA-1结合时诱导造血细胞的分化是一个值得探讨的问题,本文对此进行了讨论,     

碱性Krueppel样因子对和珠蛋白基因的转录调控作用

为探索碱性Kruppel样因子（basic Krueppel-like factor,BKLF)对γ-和ε珠蛋白基因的转录调控作用,构建了人类BKLF(hBKLF)基因全长及N端缺失40个氨基酸的真核表达载体,并将其瞬时转染到COS7细胞中做报告实验。结果表明,hBKLF能够抑制γ-和ε-珠蛋白基因启动子的活性,而hBKLF特异的反义核酸则激活这两种基因的启动子。N端缺失40个氨基酸不影响这种转录抑制功能。hBKLF强烈抑制FKLF(embryonic/fetalβ-like globin gene-activating Krueppel-like factor)引起的对γ-和ε-珠蛋白基因的转录激活作用。另外BKLF基因能够与SHP1（SH2-containing protein tyrosine phosphatase1)基因启动子区的CACCC元件结合。这些结果提示γ-和ε-珠蛋白基因可能是BKLF的转录调控对象,为研究BKLF参与血细胞特异表达基因的调控提供了依据。     

羟基脲对人红白血病细胞株中珠蛋白基因表达和细胞分化的影响

人红白血病细胞株(HEL细胞)中珠蛋白基因表达具有自己的特点。即只表达胚胎型的γ-珠蛋白基因而不表达成人型的β-珠蛋白基因。羟基脲(Hydroxyurea)是一种抑制DNA合成的小分子有机化合物。它在临床上被用来治疗地中海贫血和镰刀型贫血。我们的实验结果表明:随羟基脲浓度增加HEL细胞的增殖速度减慢。用常规RT-PCR方法和定量PCR分析证明;用羟基脲诱导HEL细胞后,β-珠蛋白基因表达增加,α-珠蛋白基因表达减少,而γ-珠蛋白基因表达变化不明显。对参与珠蛋白表达的转录因子GATA-1和NF-E2的定量PCR分析发现:这两种转录因子的表达均增加3倍以上。因此,羟基脲可能通过某些信号传递途径促进β-珠蛋白基因表达,从而使HEL细胞趋向终末分化。     

GATA结合蛋白4在心脏发育及心肌重塑中的作用

转录因子GATA结合蛋白4(GATA-binding protein 4, GATA-4)在心脏发育和心肌重塑过程中发挥重要的调控作用.GATA-4基因缺失可致胚胎死亡,而不同位点的错义突变将引起不同类型的先天性心脏发育畸形.GATA-4蛋白表达水平降低可导致心脏功能进行性下降.压力超负荷、缺氧、交感神经激活等各种心肌肥厚刺激因素均可显著影响GATA-4的DNA结合活性,进而通过调控心房利钠肽(ANP)、脑利钠肽(BNP)、B细胞淋巴瘤因子2(Bcl-2)、心肌锚定重复序列蛋白(CARP)等多种心肌重塑相关转录因子的表达参与心肌重塑过程.深入探讨GATA-4的转录调控机制,有望为心血管疾病的防治提供新的线索.本文扼要综述GATA-4在心脏发育及心肌重塑中的研究现状.     

小鼠乳腺发育的转录组学研究——怀孕哺乳周期乳腺的关键调控基因

乳腺是哺乳动物特有的器官,90%的发育过程集中在出生之后.此外,在生殖过程中乳腺发育会经历怀孕、哺乳和退化3个阶段(称为怀孕哺乳周期).为了在转录组水平上更好地了解乳腺发育的机制,利用核糖体RNA去除法构建了小鼠乳腺3个时期(怀孕12天、哺乳14天和退化7天)的总RNA文库,每个文库产出的数据量均大于5×107条reads.3个文库分别得到17344,10160和13739个蛋白编码基因以及1803,828和1288个ncRNAs.其中,从怀孕期到哺乳期有4843个差异表达基因(包括749个上调表达的基因和4094个下调表达的基因);从哺乳期到退化期共有4926个差异表达基因(包括4706个上调表达和220个下调表达的基因).此外,还观察到与溶酶体酶相关的基因在哺乳期乳腺中有较高的表达.通过对转录因子及ncRNAs的分析,还得到一些可能在乳腺发育的不同时期有重要调控作用的调控因子基因(如转录因子基因Trps1,Gtf2i,Tcf7l2,Nupr1,Vdr,Rb1和Aebp1;miRNA基因mir-125b,Let-7,mir-146a和mir-15等).     

人体β—类珠蛋白基因时空表达与调控

人体β-类珠蛋白基因簇可以说是真核生物基因组中最具有代表性的一个基因家族,它的表达具有严格红系组织特异性和发育时期专一性,是用以研究真核基因表达与调控以及基因表达与细胞分化关系的理想体系。目前,国内外对人体β-类珠蛋白基因时空表达与调控分子机制的研究,引起了极大的关注。本文就几个方面作一简要概述。     

miR-24通过靶基因Sp1调控β-类珠蛋白表达

为了研究miR-24对于珠蛋白表达的调控作用,并明确其作用机制.首先采用定量PCR的方法确定miR-24在红系分化过程中的表达变化情况,以及miR-24过表达后珠蛋白的表达变化情况.进而通过报告基因实验以及Western blotting的方法确定miR-24的靶基因.通过表型回复实验证明miR-24是否通过靶基因调控珠蛋白的表达.结果发现在hemin诱导的K562细胞以及EPO诱导的造血干/祖细胞向红系分化过程中,miR-24表达上调,在K562细胞中过表达miR-24可以促进红系分化过程中ε-和γ-珠蛋白的表达上调,进一步的研究表明miR-24是通过靶基因Sp1来行使对珠蛋白的调控作用的.以上结果表明miR-24通过负调节其靶基因Sp1促进红系分化过程中珠蛋白的表达上调.     

猪GATA-3基因的电子克隆、表达及其分子进化分析

基于猪的表达标签数据库电子克隆了猪的GATA-3基因,并通过RT-PCR验证了猪的GATA-3基因的核苷酸序列。测序结果显示猪的GATA-3基因的核苷酸长度由1,760bp个碱基组成,包括1,335bp的开放阅读框,编码产物为由444个氨基酸残基组成的多肽。通过半定量RT-PCR检测了GATA-3 mRNA在大白猪的各个组织的表达情况。GATA转录因子家族通常有2个Ⅳ型锌指蛋白结构,根据Ⅳ型锌指蛋白结构序列,使用Mega3．1软件构建了分子进化关系树。系统发育分析表明所有的脊椎动物的GATA转录因子都起源于共同的祖先,拓扑结构也表明进化过程中有多种事件发生,包括基因复制和Ⅳ型锌指蛋白结构域重组,根据所得数据有利于进一步了解GATA家族基因趋同和趋异的进化途径。