水稻H3.2型组蛋白基因RH3.2A的克隆与盐胁迫下的表达分析

组蛋白H3与其他类型的组蛋白分子H2A,H2B,H4共同构成了真核生物核小体的八聚体核心。研究发现组蛋白H3的多种翻译修饰,如甲基化、乙酰化、磷酸化等在调控基因转录过程种发挥了重要的作用。本研究从盐胁迫处理的水稻幼苗组织中分离了一个新的水稻组蛋白H3基因RH3．2A,编码具有136个氨基酸残基的多肽,与多种植物的组蛋白H3蛋白具有高度的氨基酸一致性。多序列比较发现,除了基因结构差异之外,还有3个位置的氨基酸残基（32、88、91）在H3．1与H3．2型组蛋白H3中存在差异。研究了RH3．2A基因在高盐和ABA胁迫下的表达,结果发现在水稻根部RH3．2A基因受高盐的强烈诱导,而在叶片RH3．2A基因的表达则不受高盐诱导,此外RH3．2A基因也受外源ABA的诱导,结合启动子分析的结果,我们认为RH3．2A基因可能参与了依赖于ABA的高盐胁迫应答反应。文章讨论了植物组蛋白H3基因在高盐胁迫应答反应中可能的作用。     

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.     

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被甲基化。组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化与基因的失活相关连; 组蛋白H3第4位赖氨酸和第36位赖氨酸的甲基化与基因的激活相关连; 组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化与同源盒基因沉默、X染色体失活、基因印记等基因沉默现象有关; 组蛋白H3第79位赖氨酸的甲基化与防止基因失活和DNA修复有关。与此同时, 组蛋白的去甲基化也受到更为广泛的关注。 关键词: 组蛋白赖氨酸甲基转移酶; 组蛋白赖氨酸甲基化; 组蛋白去甲基化     

综述: 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.     

质谱法分析大鼠精子发生过程中组蛋白H1变异体的多样性

目的为探究连接组蛋白H1在精子发生过程染色体重构中的功能,了解一共有多少种连接组蛋白H1参与各期生精细胞的染色体的构建。方法分离高纯度的SD大鼠的各期生精细胞,提取组蛋白,应用SDS-PAGE分离组蛋白的各组分,组蛋白（H1）经过蛋白酶（Glu-c和Arg-c）酶切,应用质谱进行检测。结果鉴定了组蛋白H1的体细胞亚型（H1.1-H1.5）和睾丸特异的连接组蛋白亚型（H1t）。组蛋白H1t分别表达在精原细胞,精母细胞和圆形精子细胞中。结论大鼠精子发生过程中,其主要连接组蛋白H1的种类是：H1.1-H1.5和H1t。     

重组人组蛋白H3和H4的表达纯化及其细胞毒性分析

细胞外组蛋白在脓毒症、类风湿性关节炎、急性肺损伤等多种疾病的发生发展中起关键作用,但由于缺乏合适的标准品,至今无法对患者体内的胞外组蛋白进行精确定量,导致在多种感染性疾病中无法根据血清组蛋白含量对疾病进行精确分级,也无法据此合理用药。同时,对患者体内胞外组蛋白精确定量也有助于确定细胞毒性机制研究的使用剂量。本研究用大肠杆菌表达单体变性组蛋白H3和H4,亲和纯化后用梯度稀释和透析方法,可以得到复性的组蛋白单体H3、H4以及H3/H4复合物。通过对蛋白质在纯化过程中稳定性的比较,发现H3/H4复合物较单体更为稳定。 以该复合物（50 μg/mL）处理HUVEC细胞,细胞存活率约为20%,与小牛胸腺组蛋白（200 μg/mL）的毒性类似。 该复合物引起的细胞毒性可被人血清白蛋白以浓度依赖的形式（0.625~10 mg/mL）缓解,提示其构象基本正确。 因此,重组组蛋白H3/H4复合物可以作为精确定量组蛋白的标准品,对基于组蛋白含量的疾病分级和组蛋白毒性机制的研究均有应用价值。     

纳米二氧化锆对人永生化角质形成细胞组蛋白H3修饰的影响

目的 阐明纳米二氧化锆暴露对人永生化角质形成细胞Ha Ca T组蛋白H3常见修饰位点的影响,探讨组蛋白H3修饰变化的潜在机制,为纳米材料的进一步安全应用提供理论基础。方法 在利用扫描电子显微镜、激光粒度仪、X射线衍射仪等技术对纳米二氧化锆进行详细表征的基础上,通过蛋白质免疫印迹及流式细胞术等方法评价纳米二氧化锆暴露对细胞生存率、细胞内蓄积量以及组蛋白H3修饰等的影响。结果 在分散介质中纳米二氧化锆明显团聚,比表面积减少,二次粒径增大,其短时间内（1 h）即诱导了组蛋白H3第10位丝氨酸的磷酸化、第9及14位赖氨酸的乙酰化、第4及27位赖氨酸的三甲基化修饰水平的升高。进一步分析发现,纳米二氧化锆的细胞内蓄积量及其引起的DNA损伤水平,与纳米二氧化锆诱导的组蛋白H3修饰水平均呈线性相关。结论 纳米二氧化锆暴露后诱导了Ha Ca T细胞组蛋白H3常见修饰位点的变化,其细胞内的蓄积是诱导组蛋白H3修饰变化的关键因素之一,且组蛋白H3修饰的调控机制可能涉及DNA损伤修复途径。     

组蛋白甲基转移酶G9a在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白甲基转移酶G9a(又称作常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(euchromatic histone-lysine N-methyltransferase 2,EHMT2))含经典的SET结构域,是常染色质主要的甲基转移酶之一,可以甲基化组蛋白H3K9、H3K27和H1bK26等。此外,G9a也可以直接甲基化一些非组蛋白,并与DNA甲基化密切相关。G9a功能紊乱可以导致胚胎发育异常、免疫系统及神经系统发育障碍、甚至癌症的发生发展。     

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。     

组蛋白变异体H2A.Z的研究进展

H2A.Z是组蛋白H2A的变异体之一,是高度保守的组蛋白变异体,参与保护常染色体,防止形成异染色质;并且与转录调节、抗沉默、沉默和基因组稳定性有关。组蛋白变异体H2A.Z可能与染色体形成独立的结构域,从而调节染色质结构功能。但是,H2A.Z对染色体结构功能的作用机制还不是很清楚。组蛋白变异体H2A.Z和它的表观遗传修饰对染色体动态结构和功能起重要的作用。该文将对组蛋白变异体H2A.Z进行综述。     

乙酰转移酶MYST家族的生物学功能

组蛋白乙酰化是表观遗传修饰的重要方式,主要受到组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferases, HATs)和组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）催化. MYST是人类HATs的4大家族之一,包括MOF(males absent on the first),TIP60 (tat interacting protein 60 kD),结合ORC1的组蛋白乙酰转移酶（histone acetyltransferase binding to ORC1, HBO1),单核细胞白血病锌指蛋白(monocytic leukemia zinc finger protein, MOZ)和MOZ相关蛋白（MOZ related factor, MORF）等,均具有典型的MYST结构域.MYST介导的乙酰化是重要的翻译后修饰,其催化底物包括组蛋白和非组蛋白,如组蛋白H3, H4, H2A, H2A突变体,以及许多参与DNA代谢、细胞增殖和发育调控的蛋白因子. MYST蛋白家族参与许多细胞的生理过程,本文主要综述其在调节基因转录、DNA损伤修复和肿瘤发生发展等方面的生物学功能.     

组蛋白去乙酰化酶抑制剂的研究进展

组蛋白是真核生物核染色体的重要组成部分。它们被分为五类(H,H2A,H2B,H3和H4),两组:核心组蛋白(H2A,H2B,H3和H4)和联结子组蛋白(H1)[1]。由组蛋白修饰所造成的染色体局部构象的改变,在真核生物基因表达调控中发挥着举足轻重的作用[2]。     

组蛋白共价修饰——组蛋白H3第4赖氨酸甲基化

染色体组蛋白的共价修饰在调节染色体结构,控制基因的转录等方面发挥重要的作用。组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化作为共价修饰的方式之一,可以调控基因的转录激活。随着对组蛋白甲基化转移酶及相关作用蛋白研究的深入,人们对组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化的功能也有了更深的了解。目前研究发现它与癌症也有很密切的关系。     

曲古抑菌素A对体外培养牛成纤维细胞组蛋白乙酰化和甲基化的影响

Trichostatin A(TSA)是一种特异的组蛋白去乙酰化酶抑制剂。研究显示,TSA可以特异地抑制组蛋白去乙酰化酶活性,提高细胞的组蛋白乙酰化水平,激活基因的表达。但是,目前还不是很清楚TSA处理是否对组蛋白甲基化产生影响。本研究以成纤维细胞为研究对象,利用免疫细胞化学技术及激光共聚焦显微镜,探讨了TSA处理体细胞对其组蛋白乙酰化及甲基化修饰的影响。结果显示,随TSA浓度增加,体细胞形态发生明显的改变,细胞变得扁平且核区较大,处理后组蛋白H4K8位点的乙酰化水平随着TSA浓度的增加明显提高。检测组蛋白H3上两个甲基化位点发现,随组蛋白乙酰化水平的增加,H3K4位点的三甲基化（H3K4me3）水平也显著提高。但是,对于H3K9的二甲基化水平（H3K9me2）则没有明显变化。以上结果显示,TSA的处理不仅可以提高体细胞的组蛋白乙酰化水平,同时也增加了与基因表达激活相关组蛋白修饰位点的甲基化水平,但是对于与沉默基因相关的组蛋白修饰位点则没有明显的影响。     

八肋游仆虫大核基因组中组蛋白基因 H4A和H4B的克隆及分析

组蛋白作为核小体的基本组分,是染色质的结构和功能必需的。组蛋白的变体和修饰共同参与染色质修饰及基因的表达调控。真核生物细胞中的5种组蛋白在进化中高度保守,然而纤毛虫的组蛋白H4与其他真核生物相比有较大的差异。本实验应用PCR技术从八肋游仆虫(Euplotes octocarinatus)中获得了2种组蛋白H4基因,分别为H4A和H4B,GenBank登录号为:JN715068和JN715069。序列分析表明,H4A基因开放阅读框324 bp,预测编码107个氨基酸,分子量为11.6 ku,等电点为10.99。而H4B基因编码框384 bp,编码127个氨基酸,分子量为14.4 ku,等电点为9.93。Blast结果显示,H4A序列与其他生物中H4的一致性相对较高,达81%～94%,而H4B的一致性为36%～70%。H4A和H4B的一致性仅为44.7%。实时荧光定量PCR表明,H4A的转录本高于H4B。结果提示:在进化过程中八肋游仆虫可能进化出特殊的组蛋白H4基因,不同的组蛋白H4可能发挥不同的功能。     

DOT1—— 一类新的组蛋白赖氨酸甲基转移酶

组蛋白甲基化是一种重要的组蛋白共价修饰, 在染色质结构和基因表达的调控过程中起着重要的、多样化的作用。DOT1催化核心球体部位的组蛋白H3第79位赖氨酸(H3K79)使其发生甲基化, 是首个被发现的无SET结构域的组蛋白赖氨酸甲基转移酶, 代表了一类新的组蛋白赖氨酸甲基转移酶。DOT1及H3K79甲基化的特点决定了其可能具有重要的、特殊的生物学功能。文章重点综述了DOT1蛋白的结构及特点, DOT1及H3K79甲基化的生物学功能以及组蛋白泛素化修饰对H3K79甲基化的反式调控。     

组蛋白H3变体H3.3及其在细胞重编程中的作用

组蛋白是真核生物中一类进化上相对保守的蛋白质。由组蛋白八聚体及缠绕其上的DNA构成的核小体是真核生物染色质的基本组成单位。核小体使DNA保持固缩状态,既能维持基因组的稳定性,又能保证DNA序列可以正确地进行复制、转录、重组和修复。核小体调控细胞的生物过程除了通过组蛋白翻译后修饰,还可以通过组蛋白变体替换的方式进行。研究发现,组蛋白H3变体H3.3与常规组蛋白H3尽管仅有几个氨基酸的区别,但H3.3却能由特异的分子伴侣介导,整合进入染色质的特定区域,从而发挥不同的作用。同时,H3.3作为一种母源因子在正常受精和体细胞核移植等细胞重编程过程中也发挥着重要作用。本文总结了H3.3的结构特点和富集情况,探讨了特异的分子伴侣及其在细胞重编程中的作用,以期为提高体细胞重编程效率提供新思路,为体细胞重编程的应用奠定基础。     

组蛋白修饰对酿酒酵母复制起始相关蛋白基因表达的调控

真核生物的DNA复制是一个复杂且有序的过程,其中DNA复制起始参与调控众多生物学活动,对生物正常的生长发育具有重要作用。组蛋白修饰在调节DNA复制过程中具有重要作用。为了检测组蛋白特定位点的修饰对DNA复制起始的影响,本研究以酿酒酵母组蛋白H3/H4定点突变菌株为研究对象,采用倍比稀释表型分析法检测了组蛋白11种H3/H4甲基化、乙酰化突变菌株的生长情况,显示,以野生型菌株BY4741为对照,组蛋白H3/H4乙酰化突变菌株H3K64A、H3K56A、H3K14Q、H4K5R、H4K16Q以及组蛋白H4甲基化突变菌株H4K20Q表现为生长缺陷,其他菌株与BY4741生长情况基本一致;通过GeNorm和NormFinder软件分析得出本实验最适内参基因为β-actin;采用Real-time PCR检测了菌株细胞内复制起始相关蛋白基因mcm2、mcm10、cdc45的表达情况,表明,组蛋白H3/H4甲基化突变菌株H3K9A、H3R72K、H4K59A、H4K20Q胞内mcm2、mcm10、cdc45基因表达均显著下调(p0.01),而H4R3A胞内mcm2、mcm10表达显著上调(p0.05)、cdc45显著下调(p0.01),组蛋白H3/H4乙酰化突变菌株H3K14Q、H4K5R、H4K8A、H4K16Q胞内mcm2表达显著下调(p0.01),而在H3K64A、H3K56A胞内无显著变化,mcm10在6种组蛋白H3/H4乙酰化突变菌株内表达均下调(p0.01),cdc45基因在H4K5R胞内表达无显著变化,在其余5种乙酰化突变菌株中表达均显著下调(p0.01),为进一步阐明组蛋白特定位点修饰调控DNA复制起始的深入研究提供理论帮助。     

一种从酵母细胞中提取组蛋白的方法

为了制备体外酵母DNA序列组装核小体所需的组蛋白,利用酸抽提方法从未经饥饿处理和经过不同时间饥饿处理的酿酒酵母细胞中分离组蛋白,经SDS-PAGE电泳分析和Bradford法测定蛋白浓度,发现抽提物中含有组蛋白H1、H2A、H2B、H3和H4,电泳条带位置正确、纯度较高,正常细胞的抽提物中蛋白总量达到158 μg/mL.试验结果表明该方法可以提取出较高质量的酿酒酵母组蛋白.     

组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Sf9细胞有丝分裂中的动态分布

【目的】探讨表观遗传标记组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞系细胞有丝分裂中的功能。【方法】序列比对分析组蛋白H3保守性。通过固相法合成特定位点磷酸化修饰的一段组蛋白H3的肽段【RK(p S)TGGKAPRKQLC】进行抗体制备;培养Sf9细胞,通过细胞爬片制备有丝分裂的片子,统计不同时期的细胞数目;以免疫荧光标记检测组蛋白H3Ser10磷酸化抗体在不同时期的定位特点。【结果】序列比对分析发现组蛋白H3第1-60位氨基酸在大多数物种中高度保守。在草地贪夜蛾Sf9细胞中,组蛋白H3Ser10磷酸化发生在早前期细胞的核膜附近,成点状分布;随着细胞周期的进行,早中期达到最高水平,在整条染色体上集中分布。有丝分裂后期开始去磷酸化,并于末期完成去磷酸化。【结论】组蛋白H3Ser10磷酸化与Sf9细胞有丝分裂中染色质的凝缩相关。