RNA干扰Dnmt1和Dnmt3b对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡和基因组DNA甲基化水平的影响

DNA甲基转移酶1(DNMT1)负责DNA甲基化维持,DNA甲基转移酶3b(DNMT3b)主要负责DNA从头甲基化,在体细胞中同时干扰Dnmt1、Dnmt3b表达会给细胞带来何种影响还未见报道。实验以小鼠胚胎成纤维细胞为实验对象,用RNA干扰方法对Dnmt1和Dnmt3b进行敲低,研究分别干扰和同时干扰这两个基因对小鼠胚胎成纤维细胞凋亡、基因组甲基化水平的影响。研究发现,si RNA转染后24 h,Dnmt3b干扰组和Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的增殖细胞核抗原(PCNA)mRNA水平显著降低(P0.05);转染后48h,Dnmt3b单独干扰组、Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组中细胞凋亡显著增加(P0.05);Dnmt3b单独干扰组细胞基因组甲基化水平下降32%(P0.01),Dnmt1+Dnmt3b同时干扰组细胞的基因组甲基化水平下降约44%(P0.01)。结果表明,DNMT3b在小鼠胚胎成纤维细胞正常增殖、基因组甲基化水平的维持上具有重要作用。     

昆虫DNA甲基化的特点和功能

DNA甲基化为表观遗传修饰的一种主要形式, 对基因表达的调控具有重要作用。近年来随着有关昆虫DNA甲基化的研究和报道增多, 发现昆虫DNA甲基化除了与高等哺乳动物有一定的相似性之外, 还具有独特的特点和功能。本文就昆虫DNA甲基化的主要特点和功能进行了综述, 以期为进一步研究昆虫DNA甲基化提供借鉴和参考。不同昆虫所具有的DNA甲基转移酶种类和性质差异较大, 且昆虫DNA甲基化具有甲基化水平较低、主要发生在基因区等特点, 其功能主要涉及到调节胚胎发育、参与基因组印迹、调控级型和翅型分化、影响性别决定、介入抗药性形成等。     

沉默Dnmt1基因表达诱导大白鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化

骨髓间充质干细胞(MSCs)具有向心肌样细胞分化的潜能.本室前期研究发现,MSCs在体外经DNA甲基转移酶(Dnmt)抑制剂5-氮胞苷诱导可分化为心肌样细胞.本研究证明,沉默DNA甲基化转移酶1（Dnmt1）基因表达,可诱导大鼠MSCs向心肌样细胞分化.本文采用表达Dnmt1 siRNA 慢病毒感染MSCs,沉默Dnmt1表达.DNA甲基化分析显示,随着沉默Dnmt1时间延长（7-28 d）,Gata-4基因上游DNA调控序列的CpG甲基化水平明显降低,而Gata-4 mRNA的转录水平明显上调,说明敲减Dnmt1表达导致Gata-4基因激活.蛋白质印迹和/或免疫细胞化学揭示,与对照组比较,心肌相关基因MHC 和cTnT表达上调, 而骨髓干细胞标志物CD90和CD29随转染时间延长表达下调.同时,实时定量PCR显示,心肌早期发育调控基因Nkx2.5 mRNA水平与Gata-4 mRNA相同,随表达Dnmt1 siRNA的慢病毒感染而上调.上述结果提示,敲减Dnmt1可降低心肌发育调控基因Gata-4启动子CpG岛的甲基化水平,上调Gata-4基因的表达,诱导骨髓间充质干细胞向心肌样分化.     

沉默Dnmt1基因表达诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化

骨髓间充质干细胞(MSCs)具有向心肌样细胞分化的潜能.本室前期研究发现,MSCs在体外经DNA甲基转移酶(Dnmt)抑制剂5-氮胞苷诱导可分化为心肌样细胞.本研究证明,沉默DNA甲基化转移酶1(Dnmt1)基因表达,可诱导大鼠MSCs向心肌样细胞分化.本文采用表达Dnmt1 siRNA慢病毒感染MSCs,沉默Dnmt1表达.DNA甲基化分析显示,随着沉默Dnmt1时间延长(7-28 d),Gata-4基因上游DNA调控序列的Cp G甲基化水平明显降低,而Gata-4 mRNA的转录水平明显上调,说明敲减Dnmt1表达导致Gata-4基因激活.蛋白质印迹和/或免疫细胞化学揭示,与对照组比较,心肌相关基因MHC和c Tn T表达上调,而骨髓干细胞标志物CD90和CD29随转染时间延长表达下调.同时,实时定量PCR显示,心肌早期发育调控基因Nkx2.5 mRNA水平与Gata-4 mRNA相同,随表达Dnmt1 siRNA的慢病毒感染而上调.上述结果提示,敲减Dnmt1可降低心肌发育调控基因Gata-4启动子Cp G岛的甲基化水平,上调Gata-4基因的表达,诱导骨髓间充质干细胞向心肌样分化.     

DNA甲基转移酶分类、功能及其研究进展

DNA甲基化是一种在原核和真核生物基因组中常见的复制后修饰,参与体内多种重要生理过程,主要包括:调节基因表达,基因印记,维持染色体完整性以及X-染色体灭活等.依据结构和功能的不同,哺乳动物中DNA甲基转移酶(Dnmts)主要分为两大类:DNA甲基化维持酶Dnmtl以及DNA从头甲基化酶Dnmt3a、,Dnmt3b和Dnmt3L等.此外,Dnmt2也具有弱的DNA甲基转移酶活性,近年来发现它可以甲基化tRNAAsp反密码子环处38C.这些Dnmts对于哺乳动物的生长发育是十分重要的,它们的功能异常将导致胚胎发育障碍,癌症等多种疾病.因此,Dnmts可能成为一个重要的分子靶标,在疾病的治疗和预防中发挥重要作用.文章就Dnmts的分类、功能以及研究进展进行综述.     

DNA甲基转移酶

DNA甲基化在基因调节和动物发育中起着重要作用。负责DNA甲基化作用的酶尔为DNA甲基转移酶（Dnmts）。到目前为止,在哺乳动物细胞中已经鉴定了三种DNA甲基转移酶基因家族,即Dnmt1、Dnmt2和Dnmt3。鉴定和研究DNA甲基转移酶对阐明DNA甲基化机制起着关键的作用。     

DNA甲基转移酶的表达调控及主要生物学功能

DNA甲基化是表观遗传学的重要部分, 同组蛋白修饰相互作用, 通过改变染色质结构, 调控基因表达。在哺乳类细胞或人体细胞中, DNA甲基化与细胞的增殖、衰老、癌变等生命现象有着重大关系。对催化DNA甲基化的DNA甲基转移酶(DNA methyltransferase, Dnmt)的研究可以揭示DNA甲基化对基因表达调控的机制, 从而研究与之相关的重要生命活动。文章以DNA甲基转移酶作为切入点, 探讨DNA甲基转移酶在基因表达调控中发挥的作用及其主要生物学功能。     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

miR-21与DNA甲基化在不同乳腺癌细胞中的相互作用

目的:探究不同乳腺癌细胞(MCF-7、MDA-MB-231)中miR-21与DNA甲基化相互调节作用。方法:将荧光标记的miR-21抑制剂及阴性对照瞬时转入MCF-7、MDA-MB-231细胞中,用荧光显微镜观察其转染效率,以Real-time PCR检测miR-21的敲低水平,并以bisulfite-q MSP法检测基因组DNA甲基化水平。同时,以2.5μmol/L DNA甲基化酶抑制剂5-AZA处理细胞72 h,以单纯二甲基亚枫(DMSO)处理做为阴性对照,观察DNA甲基化改变对miR-21表达水平的影响,接着以Western blot检测miR-21下游基因人第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源基因(PTEN)、蛋白激酶B(AKT)蛋白的表达水平。结果:miR-21抑制剂可敲低MCF-7细胞中miR-21的表达水平(P0.01),并引起基因组DNA甲基化水平的显著升高以及DNA甲基化转移酶Dnmt1、Dnmt3a以及Dnmt3b的普遍升高(P0.05,P0.01)。而在MDA-MB-231细胞中瞬转miR-21抑制剂则引起miR-21表达水平的小幅度升高(P0.01)以及整体DNA甲基化水平的降低(P0.05),并伴随有Dnmt3a的升高及Dnmt3b的降低。使用5-AZA处理后发现,其可显著上调MCF-7以及MDA-MB-231细胞中miR-21的表达(P0.01),并引起其下游基因PTEN在MCF-7细胞内的表达升高,进而下调AKT的蛋白水平。结论:瞬转miR-21抑制剂对MCF-7与MDA-MB-231细胞DNA甲基化水平的调节截然相反,而DNA甲基化的降低则可使miR-21的表达一致上调。本研究可为以后不同类型乳腺癌的临床治疗提供一定的实验依据。     

DNA甲基转移酶RNAi干涉载体的构建及其鉴定

DNA甲基化(DNA Methylation)是真核生物基因组最常见的DNA共价修饰形式,影响蛋白质-DNA的相互作用,在基因表达的调控上起着重要作用,RNAi(RNA interference)干涉是关闭特定基因功能的新技术,在植物功能基因组、植物发育及生理代谢途径调控等方面有着广泛应用.本文根据植物DNA甲基转移酶(DNMTs)的保守序列设计引物,首先从拟南芥总基因组DNA中克隆出DNA甲基转移酶基因保守片段,然后以此保守片段为模板扩增长度约570bp,的靶序列用于构建RNAi载体.根据RNAi作用机制,将570bp靶序列正向、反向连接到pHANNIBAL载体上,然后将带有此反向重复结构的完整OFF框连接到植物表达栽体pGreell上,经过酶切鉴定和测序分析证实DNA甲基转移酶RNAi重组表达载体构建成功.转化红豆衫细胞表明该干涉载体具有生物学功能,为研究受DNA甲基化调控的性状改良打下基础.