Polycomb Group蛋白复合体与植物春化作用

Polycomb Group(PcG)蛋白能形成Polycomb Repressive Complex 1(PRC1)和PRC2等复合体,通过一个保守且表观遗传的机制调节基因表达并控制动植物的发育。拟南芥中由VERNALIZATION2参与形成的PRC2复合体(VRN2-PRC2)在春化过程中能对主要开花抑制基因FLOWER LOCUS C(FLC)的染色质进行组蛋白甲基化修饰,形成H3K27me3(组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化)等转录抑制标记,从而抑制FLC转录,促进开花。虽然麦类作物的春化机理与拟南芥有较大差异,但最近的研究表明麦类作物春化过程也受PcG蛋白调控。文章对拟南芥PcG蛋白介导的春化调节机制进行综述,期望能对植物尤其是麦类作物的春化机理研究提供资料。     

Polycomb group蛋白复合体

Polycomb group (PcG) 蛋白是一组通过染色质修饰调控靶基因的转录抑制子, 从生化和功能上它可以分成两个主要的核心蛋白复合体PRC1(Polycomb repressive complex 1)和PRC2(Polycomb repressive complex 2)。研究发现PcG蛋白不仅控制个体正确的发育模式, 而且与细胞的增殖、分化和肿瘤发生有关。文章就PcG蛋白的组成、作用机制及功能进行综述, 并对PcG未来的研究方向进行展望。     

Polycomb蛋白复合体对细胞衰老的表观遗传学调控

细胞衰老在表观遗传学上的调控越来越受到人们的关注.Polycomb蛋白复合体(polycomb group proteins)通过对组蛋白的修饰,尤其是甲基化修饰发挥对靶基因的沉默作用,并因此广泛参与到发育、增殖、分化以及肿瘤发生等重要生命过程.目前,有一系列的研究报道了polycomb的各组份参与了细胞衰老的调控.本文对polycomb发挥基因沉默作用机制的最新研究进展进行了归纳总结,并以衰老过程中的重要分子p16为重点,详细介绍了polycomb调节p16表达,影响细胞衰老进程的机制.研究表明,多种polycomb成员同时结合在p16INK4a基因座,它们的结合表现出相互依赖的同时又有各自的作用.这为进一步深入理解细胞衰老提供了表观遗传学的证据.     

锌指蛋白与心脏发育

锌指是最大的DNA结合蛋白家族,是最普遍的核酸识别元件.近年来发现锌指参与生物体的基因转录,复制及蛋白质的合成等各种基因调节和控制过程,心脏发育过程中涉及大量锌指基因.综述了心脏发育过程中起重要调控作用的锌指蛋白以及它们的作用机制.     

microRNA 生物合成的调控进展--TGFβ/Smad 信号途径的作用

microRNA(miRNA)是一类非编码的小分子单链RNA,主要通过转录后抑制靶基因表达调节各种生物功能.miRNA表达水平在正常发育过程中以及在癌症及心血管疾病等各种疾病中发生变化.目前控制miRNA生物合成的信号途径以及调节机制尚未完全阐明.miRNA基因转录后在大蛋白复合体的介导下经一系列协调加工过程形成成熟的miRNA.近来发现转化生长因子B(TGFβ)信号途径的转导因子Smad蛋白在细胞核内调节miRNA的加工处理过程起重要作用.本文主要综述TGFB/Smad信号途径在miRNA生物合成中的调节作用.     

PcG家族CBX2基因的发现及其在哺乳动物性发育中的作用

Polycomb group complex (PcG)作为发挥转录抑制作用的重要表观遗传调控复合物参与发育、衰老以及肿瘤发生等重要生理过程。Pc G家族成员,包括PRC1 (Polycomb repressive complex 1)与PRC2 (Polycomb repressive complex 2)两种复合物,各组分间功能既协同,又不失特性,色素框同源蛋白(Chromobox homolog CBX)是PRC1的主要核心蛋白,其家族的成员之一CBX2近年来成为研究的热点。本研究综述了CBX2基因的发现、基因和蛋白质的结构组成及其在人和鼠不同组织的表达情况,阐述了CBX2在哺乳动物性发育中的作用及研究进展,发现CBX2除参与PcG复合体发挥转录抑制作用外,还具有基因转录激活作用,它作为哺乳动物性别决定级联中SRY (Sex region of Y chromosome)的上游基因可直接激活靶基因SF1/NR5A1的表达,如果CBX2基因突变或缺失将使雄性小鼠发生性反转,在人类中造成46,XY性发育障碍(disorders of sex development, DSD),为进一步研究CBX2基因在动物性发育调控中的作用提供依据。     

hpc2研究进展

生物个体的胚胎发育以及细胞的增殖、分化,都同时受到多种基因的严格调控,PcG基因家族就是一类重要的发育相关基因.而hPc2基因是人PcG基因家族中的一个重要成员,其编码的HPC2蛋白,不仅可以和HPH、BMI-1以及RINGI等其他人类PcG蛋白结合形成HPC/HPH PcG复合体,以蛋白复合体的形式参与对homeotic基因的表达抑制,以维持机体的正常发育以及细胞的增殖和定向分化,还发现它能与其他多种蛋白质相结合,提示HPC2可能具有多种功能.因此,对hPc2的深入研究不仅有助于进一步阐明PcG基因家族的作用机理,扩展人们对基因表达调控的认识,还有助于发现PcG基因家族与其他信号转导通路的联系,更好地理解细胞信号网络系统.     

microRNA生物合成的调控进展——TGFβ/Smad信号途径的作用

microRNA（miRNA）是一类非编码的小分子单链RNA,主要通过转录后抑制靶基因表达调节各种生物功能。miRNA表达水平在正常发育过程中以及在癌症及心血管疾病等各种疾病中发生变化。目前控制miRNA生物合成的信号途径以及调节机制尚未完全阐明。miRNA基因转录后在大蛋白复合体的介导下经一系列协调加工过程形成成熟的miRNA。近来发现转化生长因子β（TGFβ）信号途径的转导因子Smad蛋白在细胞核内调节miRNA的加工处理过程起重要作用。本文主要综述TGFβ/Smad信号途径在miRNA生物合成中的调节作用。     

心肌-内皮信号途径在心脏发育中的作用

内皮细胞对于调节和维持心脏发育起着十分重要的作用.随着基因功能研究技术的发展,已有越来越多的资料表明内皮 心肌细胞相互作用对于心脏生长和发育是必须的.目前已经发现包括神经调节蛋白、血管紧张素、NO、TGF β、内皮素等在内的很多细胞信号途径均参与了此过程.就在心脏发育过程中心肌 内皮细胞相互作用的重要信号途径作一综述.     

PRC1.6复合体表观遗传调控生殖谱系特异性基因的时空表达

多梳抑制复合体1 (polycomb repressive complex 1, PRC1)是一类通过催化和识别染色质表观遗传修饰进而调控基因表达的蛋白复合体,主要参与干细胞干性维持、细胞分化以及细胞周期调控等生理过程,该复合体功能异常影响机体发育或导致癌症发生。在哺乳动物细胞内,PRC1根据组成差异被进一步细分为6种不同的亚型PRC1.1～PRC1.6,它们在靶基因群识别、表观调控机制及生物学功能上存在明显特化。近年来研究发现,PRC1.6复合体在胚胎干细胞及体细胞中对于稳定抑制生殖谱系特异性基因的表达至关重要,同时对于生殖干细胞的干性维持以及精子发生过程中生殖谱系特异性基因的精密调控承担着重要作用。本文在介绍PRC1.6复合体的发现、各组分的分子功能及其参与的生化反应途径的基础上,系统阐述了该复合体在胚胎发育、性腺发育、精子发生等过程中对生殖谱系特异性靶基因群的时空表达发挥的重要调控功能,并探讨了PRC1.6与已知表观遗传调控网络的相互作用,以期为进一步探索生殖谱系基因表达、精子发生的表观遗传调控机制以及男性不育的致病机制提供参考。     

Nodal蛋白的表达、纯化及多克隆抗体制备

斑马鱼心脏发育模型中Nodal编码转录因子调节心脏的左右不对称发育,为了进一步研究Nodal信号途径在心脏发育中的调控作用和心脏疾病发生的分子机制,需要获得斑马鱼Nodal蛋白并制备其抗体.采用从斑马鱼心脏组织中提取RNA,通过反转录得到心脏组织各种表达基因的cDNA为模板,PCR扩增得到Nodal部分编码区序列,然后将其连接到pET-28a载体上获得原核表达.经酶切及测序鉴定后,转化Rosseta细菌,并用IPTG诱导表达融合蛋白,Ni-IDA凝胶柱亲和纯化,将纯化的融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体,并用Western blotting检测抗体.获得了Nodal原核表达重组融合蛋白及高效价的特异性兔抗Nodal多克隆抗体,为Nodal功能的进一步研究奠定了基础.     

植物发育与microRNA

microRNA为动、植物的一类内源、非编码小分子RNA,其长度约为23nt,对动、植物的发育具有非常重要的调节作用.microRNA作为调节类的核酸分子,通过识别和负调控靶基因来行使其生物学功能,多数microRNA的表达具有时空特异性,它们对植物的发育有多向性调节,在发育的多个层面具有重要的功能,有些microRNA的调节作用还要受到外因的诱导.该文对近年来国内外有关microRNA在植物发育过程中的功能及其研究进展进行综述.     

Polycomblike家族蛋白参与表观遗传调控的分子机制及其生物学意义

PRC2复合物是Polycomb家族蛋白的重要复合物之一,在细胞的增殖、分化和谱系特征的维持等生理过程中发挥着至关重要的作用. PRC2主要通过修饰染色质和调控染色质结构的方式对基因表达起抑制作用,其中PRC2的核心组分EZH2在组蛋白H3第27位赖氨酸上留下的三甲基化修饰(H3K27me3)是与基因抑制相关的重要标记之一. PRC2的核心组分需要与其他结合蛋白结合形成全酶才能发挥出最大催化活性. PRC2的结合蛋白,例如Polycomblike(PCL)蛋白,对PRC2的功能起着重要的调控作用.近些年的研究表明, PCL蛋白对PRC2的活性和其在染色质上的招募起着重要的调控作用.此外, PCL蛋白的表达异常与多种人类癌症相关.因此PCL蛋白结构与功能的研究对深入了解其调控PRC2的机制以及靶向PCL相关的药物研发均具重要意义.本文就近年来关于PCL蛋白的结构和功能研究进展进行总结,着重阐述人源PCL蛋白的分子机制和生物学功能.     

心肌肌钙蛋白T分子生物学基础研究进展

心肌肌钙蛋白T(cTnT)是调节心脏肌肉收缩的肌钙蛋白复合体组成之一,在人的心脏有4种cTnT异构体,不同的发育阶段表达不同的cTnT异构体。目前发现在心力衰竭终末期cTnT4再度表达。因此,为进一步探讨心衰的发病机制,心肌肌钙蛋白T的分子生物学基因相关研究已成为热点。     

果蝇F-box基因Ppa促进脂肪储存

脂质是构成生物体的重要成分之一,脂质代谢的精确调节和稳态维持对人类健康至关重要.泛素化途径通过降解脂质相关蛋白来调控脂质代谢.Ppa(partner of paired)编码一种F-box蛋白,后者是SCF(Skp1-Cullin1-F-box)泛素化复合体成员之一.已有的研究表明Ppa在调控果蝇体节的正常发育和着丝粒...     

PAR3在上皮细胞紧密连接形成中作用和分子机制研究

细胞极性的建立是组织发育和器官形成的重要环节。而其中紧密连接是上皮细胞极性建立和维持的重要结构,也是极性破坏的靶点。因此,紧密连接对上皮细胞极性来说十分重要。保守的PAR3-PAR6-aPKC极性复合体在紧密连接的形成过程中发挥中枢作用。PAR3可与JAMs、TIAM1及LIMK2等分子相互作用,在多个信号通路中发挥调节作用,其相互作用机制复杂。PAR3还可受到来自胞外信号作用于EGFR等受体型酪氨酸磷酸化蛋白激酶的调控。由于PAR3在紧密连接形成的过程中至关重要,有关PAR3的蛋白磷酸化和EGFR等信号转导通路影响PAR3,从而调控紧密连接形成的机制成为了新的研究热点。     

β-catenin的翻译后修饰及其作用

β-catenin是一种进化上保守的多功能蛋白质,不但可与上皮型钙黏蛋白(E-cadherin)结合形成复合体参与细胞间连接,维持上皮细胞的正常形态结构,而且参与Wnt信号通路,作为其中的关键环节,调控基因转录,在胚胎发育、肿瘤发生和侵袭转移等生理病理过程中扮演举足轻重的角色.因此,对β-catenin的调节就显得尤为重要,在众多调节机制中,β-catenin的翻译后修饰对其发挥功能有着重要作用.本文对β-catenin不同位点的修饰及其调控酶的研究进展做简要综述.     

hpc2研究进展

生物个体的胚胎发育以及细胞的增殖、分化,都同时受到多种基因的严格调控,PcG基因家族就是一类重要的发育相关基因.而hPc2基因是人PcG基因家族中的一个重要成员,其编码的HPC2蛋白,不仅可以和HPH、BMI-1以及RING1等其他人类PcG蛋白结合形成HPC/HPH PcG复合体,以蛋白复合体的形式参与对homeotic基因的表达抑制,以维持机体的正常发育以及细胞的增殖和定向分化,还发现它能与其他多种蛋白质相结合,提示HPC2可能具有多种功能.因此,对hPc2的深入研究不仅有助于进一步阐明PcG基因家族的作用机理,扩展人们对基因表达调控的认识,还有助于发现PcG基因家族与其他信号转导通路的联系,更好地理解细胞信号网络系统.     

人类新基因ANKZF1的克隆与表达研究

心脏发育是一个非常复杂的过程,受一系列基因的精确调控.研究表明,许多锌指蛋白参与心脏的形成和疾病的发生.为了鉴定新的与心脏发育有关的人类锌指基因,运用同源基因克隆法,通过PCR技术扩增获得一个新的人类基因,其cDNA全长2459bp,其编码的蛋白由342个氨基酸残基组成(相对分子质量约为7.45kD).经国际人类基因命名委员会批准被命名为ANKZF1.该基因是哺乳动物物种特有基因.利用RTP-CR技术分析表明,该基因在胚胎的心脏、胃、肾和脑组织中有特异性的表达,提示该基因可能与心脏等组织的发育有关.     

pygo基因对心脏功能的调控及其研究进展

Wg/Wnt信号参与调控多种组织的发育,尤其在心脏发育和心脏衰老过程中发挥重要的作用。pygo作为Wnt信号途径的一个新成员,可能依赖于Wnt信号调控心脏发育,而最新发现pygo敲低品系引起的成体心脏功能缺陷与Wnt信号缺失在心脏中的表型具有显著性差异,表明pygo调控成体心脏功能不依赖于经典Wnt信号,可能存在新的调控机制。主要对pygo基因在调控心脏发育和心脏衰老中的功能以及在果蝇和哺乳动物中pygo基因调控心脏功能分子机制的研究进展进行了综述。虽然pygo不依赖经典Wnt信号在成体心脏中发挥作用,但显性负抑制TCF突变体引起严重的成体心脏生理功能缺陷,与pygo表型一致,暗示着pygo可能依赖与TCF类似因子相互作用发挥功能。其次,pygo能跨越TCF或Lgs直接与Wnt信号靶基因相互作用。此外,Pygo蛋白能与Lgs相互作用形成Pygo-BCL9/Lgs-H3K4me复合物调节Wnt信号靶基因,且甲基转移酶HMT核心组件WDR5与Pygo蛋白的相互作用能促进PHD结构域与H3K4的结合,表明pygo调节成体心脏功能与表观遗传学修饰也具有一定的相关性。