大肠杆菌原核增强子样M片段的进一步研究

阐明基因转录调控机理一直是分子生物学的研究热点。增强子是广泛存在于真核、病毒及原核生物中的重要的调控元件之一,它通过与各种调控蛋白因子相互作用而发挥其转录增强调节功能。 原核转录增强子的发现是近几年的事,有关研究报道远少于真核和病毒增强子。1989年,潘卫、吴     

增强子作用机制研究进展

增强子是能够增强启动子转录活性的ＤＮＡ顺式作用序列。增强子的结构与启动子相似,也是由多个元件组成,每个元件可以与一种或多种转录调控因子结合。增强子可以在启动子区的上游或下游起增强转录作用且与其距转录起点的远近无关。如Ｔ细胞受体α链基因的增强子位于启动...     

痘苗病毒原核增强子样序列VV1的结构和功能的研究

增强子是基因转录调控的一个重要而必需的元件,其最.初发现于SV40早期基因的表达过程中[1,2].自此以后,相继发现这一远端基因调控序列广泛存在于真核细胞、原核细胞和病毒基因组中[3-7].本文选取活性较高的痘苗病毒原核增强子样序列VV1为目的片段,利用缺失和随机突变的方法对VV1功能区进行分析,阐明其结构和功能的关系,进一步丰富原核增强子的作用机理和基因转录调控方面的研究.     

增强子RNA的研究进展

增强子是位于基因上游的DNA序列,能够增强下游基因的转录,但增强子自身也可转录出RNA却鲜为人知。最近通过一些关于全基因组的研究发现,增强子可以普遍地转录产生RNA,称之为enhancer RNAs(eRNAs)。eRNAs可以激活增强子活性,也能与其它蛋白质因子结合促进增强子启动子环的形成,从而激活下游基因的表达,它还可能以独立的形式发挥某些生物学功能。目前对eRNAs的研究并不是很深入,所以对eRNAs的深入研究将对其功能探索、eRNAs的开发应用,甚至是疾病的防治有重要的意义。本文旨在对eRNAs的结构、功能及作用机制作相关介绍。     

增强子RNA的功能特性及其在人类疾病中的重要调控作用

增强子是基因组上一段可以被转录调控蛋白识别并结合的区域,作为顺式调控元件和启动子共同参与基因转录过程。增强子在激活状态下,打开局部染色质并暴露DNA基序以吸引转录因子,从而进一步招募RNA聚合酶产生一类非编码RNA,即增强子RNA(enhancer RNA,eRNA)。eRNA可促进增强子与启动子特异性染色质远程互作参与基因转录调节,或与转录因子等调控蛋白结合促进基因转录,具有多样的功能和调控机制,从而在细胞的发育和分化、疾病发生发展等众多生物过程中起重要作用。该文就e RNA特性、功能、鉴定、数据库资源,以及eRNA在人类神经系统疾病、癌症、免疫代谢类疾病、心血管疾病等中的功能作用研究进展作一系统综述,探讨eRNA的未来研究方向,及在疾病中作为潜在治疗靶点的可能及目前存在的挑战。     

增强子RNA研究现状

增强子是真核生物基因表达调控的主要顺式作用元件,能有效促进基因表达。活化的增强子可以转录生成增强子RNA (enhancer RNAs, eRNAs),其合成受到信号系统和信号转录因子的约束。eRNAs与其他转录本(如lncRNAs和mRNAs)相比,其长度更短、稳定性更差、组织特异性更强。此外,eRNAs对增强子与启动子之间的染色质环(looping)的形成和稳定有一定的作用,并能促进靶基因的表达。目前,越来越多的研究发现eRNAs在发育和疾病发生等生物学过程中扮演着重要角色,但是其功能研究一直进展缓慢,调控机制尚不清楚。本文概述了eRNAs的特征、研究方法和功能特性,探讨了eRNAs作为潜在治疗靶标的可能性,以期为eRNAs的后续研究提供参考。     

后生动物非编码保守元件

生物体基因组中除了编码序列之外, 还存在大量的非编码调控序列。比较基因组学研究发现：脊椎动物、尾索动物、头索动物、果蝇、线虫等基因组中存在保守的非编码调控序列。这些非编码保守元件通常分布在与转录调控发育相关的基因上下游区域, 作为基因调控网络核心的一部分, 常常在基因表达过程中扮演转录增强子的角色。文章总结了近年来有关后生动物非编码保守元件的发现和主要特点, 并进一步就非编码保守元件在大规模基因组倍增之后的演化及其在生物躯体图式进化过程中的影响进行了综述。     

真核蛋白编码基因核心启动子元件

核心启动子（core promoter,CP）是位于转录起始位点附近由100个左右核苷酸所构成的功能区域,负责与转录因子结合同其它顺式作用元件如增强子、沉默子一起对转录进行调控。目前所发现的真核蛋白编码基因核心启动子元件包括：TATA盒、上游启动子元件BRE、起始子Initiator（Inr）、下游启动子元件DPE以及新发现的位于DPE附近的十基序元件MTE。上述核心启动子元件普遍存在于真核蛋白编码基因之中,对真核生物的生长、发育、适应环境起着重要作用。     

动物转基因高效表达策略研究进展

外源基因在动物体内、细胞内表达时,常由于各种原因导致基因沉默。目前,主要有两种策略用于打破该瓶颈:一是利用友好位点;二是优化外源基因顺式作用元件。利用友好位点就是通过定点整合技术将外源基因插入至活性转录区域;优化外源基因顺式作用元件即采用合适的启动子、增强子、内含子、染色质开放元件、核基质附着区等元件,构建出高效表达载体。对相关策略进行概述,为动物基因工程育种提供参考。     

真核生物的增强子

真核生物的转录调控与原核生物相似,在转录起始位点上游大约30bp处有一个TATA box,它是基本的启动子成份。除TATAbox外,在-70bp处还有一个CCAAT box或 GGGCGG motif,它对基因的有效转录也是重要的。进一步的研究表明,真核基因的转录效率不仅由近端的启动子决定而且受远端调控元件的控制。增强子(enhancer)就是一个重要的调控元件。     

组织和发育特异性基因的远距离转录调控

远距离转录调控是指增强子、沉默子和隔离子等顺式作用元件参与的组织和发育特异性基因的表达调控。其调控元件可位于距转录基因很远的DNA区域,甚至分布于邻近基因内含子中。随着人类基因组计划和各种模式生物测序工作的完成,为大规模快速查找远距离调控元件提供了新的手段。由于基因组结构的复杂性,很难建立统一的基因表达调控模型,目前认为启动子与增强子的相互作用是组织和发育特异性基因成功表达的关键。另外,远距离转录调控机制一旦破坏还将导致疾病的发生。     

HS5-1增强子eRNA PEARL对原钙粘蛋白α基因簇的表达调控

远端增强子对关键靶基因的表达调控通常可以决定细胞的命运和功能,激活的增强子可以双向转录产生长非编码(longnoncoding)增强子RNA(enhancerRNA,eRNA)调控靶基因表达,课题组前期研究发现增强子eRNA能够通过形成R环(R-loop)来促进增强子与靶基因的染色质远距离互作,引起局部三维基因组TAD(topologically associated domain)的改变。为了进一步探究eRNA在基因转录过程中的生物学功能,本研究选取原钙粘蛋白(protocadherin, Pcdh)基因簇的增强子eRNA PEARL (Pcdh eRNA associated with R-loop formation)作为研究对象,通过CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats) DNA片段编辑技术、逆转录PCR、荧光定量PCR等遗传学和分子生物学实验,揭示了增强子eRNAPEARL对Pcdhα基因簇表达的促进作用。首先,本研究通过分析不同组织中HS5-1增强子eRNA发现其表达具有组织特异性...     

HBV cccDNA通过破坏宿主染色质三维结构抑制抗病毒基因MAU2的表达

HBV cccDNA的持续存在是慢乙肝难以治愈的重要原因。研究发现HBV cccDNA会在空间距离上靠近宿主染色体的转录活跃区域,提示HBV能够借助宿主基因组的转录开放环境促进自身复制。但具体作用方式尚未阐明。本研究将通过染色质构象捕获技术检测19p13.11增强子与潜在靶基因MAU2的染色质空间构象变化,探究HBV对宿主基因MAU2染色质空间构象的破坏作用,明确HBV对MAU2基因表达的抑制,并同时验证MAU2的抗病毒功能。结果显示,MAU2是19p13.11增强子的下游靶基因,HBV cccDNA能够通过影响MAU2基因与19p13.11增强子之间原有的染色质三维构象抑制MAU2的表达,而MAU2能够反向抑制HBV的复制转录。本研究将为了解HBV的转录调控机制以及寻找更多抗病毒因子提供新的思路。     

心脏基因转录潜能的区域化

心脏基因在心肌中的区域化表达是一个非常普遍的现象,通过转基因动物研究心肌中的转录潜能的区域化已取得了重大的进展.房室转录区域化最早是在线状心管形成时开始出现的.之后,在胚胎心脏的各个部分均可以发现转基因区域化表达.对于转基因在心肌中区域化表达的分子机理的研究,现在主要集中在对转基因调控区域的顺式调控元件和反式调控元件的解析,以及在心肌细胞中对于转录很重要的基因或是已被证明会介导位置信息的基因的表达模式和功能的研究上.     

增强子的鉴定及其在肿瘤研究中的应用

增强子是一类增强靶基因转录活性的DNA顺式作用元件。但是增强子与靶基因的方向和距离不确定,大大增加了研究增强子调控的靶基因及其作用机制的困难。已有大量研究显示,增强子的突变或功能异常与疾病发生发展相关;仅有少量研究报道增强子通过促进靶基因的表达,引发癌症或产生抗药性。目前与癌症发生发展和在癌症治疗过程中抗药性产生相关的增强子尚未得到充分鉴定,这些增强子的调控机制也未得到充分解析。本文对目前可在全基因组水平上预测和鉴定增强子以及解析增强子调控机制的方法进行总结和对比,并对近几年增强子在肿瘤诊断、治疗和发生发展机制中的研究进展进行综述。期望本文为筛选与癌症发生发展相关的增强子和解析这些增强子的调控机制提供参考,为提高癌症的诊断和制定癌症的治疗策略提供新的视角。     

对核启动子具有增强功能的TinⅡ内含子在茎瘤芥中影响胞质雄性不育基因T的功能

从茎瘤芥胞质雄性不育系(CMS)线粒体中克隆的T基因是一个CMS相关基因,它能够通过选择性剪接产生T1170和T1243两个转录本,而T1243是T基因在转录过程中保留了内含子TinⅡ的产物.本实验室前期的实验结果表明,在模式植物拟南芥中过表达T1243(OE-T1243)后,植株表现出明显的雄性不育表型,而OE-T1170植株的表型与野生型无异,然而这一现象的机制却不明确.本研究通过花药石蜡切片进一步确认了OE-T1243植株异于OE-T1170植株的花粉败育表型.对15个已知花药发育相关基因的表达分析表明,与野生型相比,OE-T1243植株中nozzle/sporocyteless,barely any meristem 1和2发生了不同程度的表达下调,而在OE-T1170中未发生明显变化.为了进一步研究TinⅡ内含子的潜在功能,将其构建于(60)35S基本启动子区域上游,来测试对下游GUS基因的启动效果.对转化植株的分析表明,TinⅡ具有增强子功能,它可以显著增强GUS基因的表达.表明TinⅡ内含子能够作为一个增强子影响CMS相关基因T的功能.     

肝癌细胞HepG2中增强子的识别及生物信息学分析

目的:整合增强子特征识别肝癌细胞HepG2增强子,并对其保守性、GC含量、转录因子调控、靶基因功能等进行分析,以期解析肝癌细胞增强子参与的调控网络。方法:通过整合H3K27ac、H3K4me1和H3K4me3组蛋白修饰及DNaseⅠ高敏位点的Chip-seq数据预测HepG2中的增强子,计算每个增强子的平均Phast Cons分数和GC含量,评估整体增强子的保守性与GC含量,整合ENCODE转录因子结合位点数据寻找转录因子-增强子调控,使用GREAT和DAVID分别对增强子和增强子的靶基因进行GO与KEGG通路功能富集分析。结果:共识别2254个肝细胞癌增强子,1432个增强子靶基因,135个转录因子的9983个增强子结合位点;比较随机位点靶基因,发现增强子显著正调控靶基因的表达;保守性与GC含量分析表明增强子具有显著高的保守性与GC含量,并存在C-T/C-T/C-T-G模式的motif;增强子功能分析显示增强子显著富集于蛋白结合、酶结合、转录因子结合、RNA聚合酶Ⅱ结合等已知增强子功能,增强子GO与KEGG通路功能富集分析表明增强子靶基因显著参与细胞增殖、细胞凋亡、细胞周期调控和细胞迁移等肿瘤相关的生物进程与信号通路。结论:识别的肝细胞癌增强子具有显著高的保守性与GC含量,受多种转录因子调控,对其靶基因起正调控作用并且显著富集于肿瘤相关生物学进程与信号通路中。     

真核生物转录调控进化的研究进展

转录调控进化在真核生物的表型进化中发挥了重要作用.首先介绍了基因转录调控元件,包括基因上游调控序列和转录因子的进化特点,然后阐述了转录调控进化在生物体进化中所起的作用,最后提出了当前研究转录调控进化所面临的问题和挑战.     

串联反向CTCF位点的系列删除揭示增强子调控HOXD基因簇表达的平衡

三维基因组染色质架构蛋白CTCF(CCCTC-bindingfactor)能够介导增强子与基因启动子的远距离染色质相互作用,也可以结合调控区域的绝缘子发挥增强子绝缘功能,对发育中的基因表达调控具有重要作用。同源框基因家族(Homeoboxgenefamily,Hox)编码一类控制动物发育的关键转录因子,在发育中主要沿胚胎首尾轴(head-to-tail axis)呈时空线性表达。在哺乳动物中,Hox基因分为HoxA、HoxB、HoxC和HoxD四个基因簇,在中枢神经系统、骨骼和四肢发育中发挥重要功能。HoxD基因簇主要调控四肢发育,受位于其两侧调控域内的增强子调节,沿肢体近远轴(proximal-distal axis)呈时空线性表达。在人类基因组中,HOXD基因簇及其两侧的调控区域分布有串联排列的CTCF结合位点(简称CTCF位点),参与9个HOXD基因的表达调控。本研究以HOXD基因簇为模式基因,探究CTCF对发育基因(developmentalgenes)转录调控的影响。利用CRISPRDNA片段编辑技术在人HEK293T细胞中获得一系列的串联反向CTCF位点删除的单细胞克隆株。...     

增强子与真核基因转录起始

许多真核基因的转录起始,除启动子外,还需要增强子。增强子是真核基因组中通过增强转录起始而参与基因表达调控的一类序列,近年不断发现于动物病毒和真核细胞中。对SV40增强子及SV40早区转录起始已经有比较深入的研究。本文综合近年研完进展,对增强子作用特点及结构特点等作概括介绍,并对其作用机理进行了讨论。