染色质的高级结构与调控

真核生物中,DNA作为遗传物质并不是裸露存在的,而是以染色质的形式存储在细胞核中。作为遗传信息的载体,长达数米的基因组DNA被压缩在微米级的细胞核中却能精确地控制生物高度有序的各种生理活动,因此,染色质的空间结构必定具有一定的规律性且高度可控。而30 nm染色质纤维作为从核小体串珠结构到高级染色质结构中间一个关键的结构阶段,在诸多DNA相关的生命活动中起重要调控功能,因此,对其结构及动态调控相关的研究具有重要的生物学意义。现总结近年来30 nm染色质纤维精细结构解析以及染色质结构动态调控方面的一些重要最新进展,同时,也对细胞核内染色质纤维结构的一些基因组学和电镜方面的最新研究进行了讨论和展望。     

染色质高级结构——基因组调控的重要形式

真核生物的染色体高度致密,且在细胞核中形成多种构象。近年来发展起来的染色体构象捕获技术及其衍生技术,使得在分子水平上研究染色质结构与功能成为可能。越来越多的证据表明,染色质高级结构的形成并不是随机的,而是参与调控基因表达的一个关键因素。主要介绍基于染色体构象捕获技术发展出的不同技术,并总结目前关于染色质高级结构的特征与功能的知识。     

浅谈染色质高级结构与基因转录的远程调控

精确的基因表达调控是细胞分化、个体发育和细胞维持正常生命活动的必要条件,转录调控是真核细胞基因表达调控最关键的环节,其神秘和精深吸引着无数科学家为之奋斗不已。染色质构象捕获及其衍生技术的建立和2003年启动的"DNA元件百科全书"计划,将人们对基因转录调控的认识从二维层面推向三维空间。基因组中分布着众多调控元件,它们与所调控的靶基因间可相距几万甚至几十万个核苷酸,可以与靶基因位于相同或不同的染色体上。依据染色质环模型,调控元件可通过染色质环高级结构,与靶基因在空间上充分接近并相互作用,发挥其调控功能。同一个调控元件可以调控不同的靶基因,而相同的基因亦可能受不同调控元件的调节,由此细胞在染色质高级结构层面形成了一个复杂的调节基因转录活性的三维网络。该文分别从基因远程调控现象的发现、研究方法、相关机制及面临的挑战等方面作一简要综述。     

染色质结构与基因表达调控

ＣｈｒｏｍａｔｉｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＧｅｎｅＥｘｐｒｅｓｉｏｎＨＵＪｉａｎ－ＧｕａｎｇＹＡＮＧＪｉｎ－Ｓｈｕｉ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｎｅｔｉｃｓ,ＦｕｄａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３３）真核细胞中ＤＮＡ与蛋白质结合形...     

G_2期后期染色质结构及染色体高级结构形成的研究

用适量BrdU处理中华大蟾蜍外周血淋巴细胞,能以较高频率得到形态多样的染色质(体)结构。本文以两栖类和人类细胞为材料,采用Feulgen染色、Ag-NOR染色、DAPI荧光染色及放射自显影等方法,证实了其染色质性质,初步讨论了其产生原因,并将其命名为:“G,期后期染色质”。在此基础上,进一步从形态学角度初步分析了从G_2期后期到M期染色质转变为染色体的动态过程,提出不同染色体形成其高级结构是非同步的,有可能存在染色体包裹顺序的设想。     

冷冻电镜技术的发展推动染色质高级结构的研究

染色质的结构及动态变化在基因转录及表观遗传调控中起了关键作用,但对于30 nm染色质纤维(通常认为是基因组DNA的二级结构)的高级结构组成以及细胞体内是否存在30 nm染色质的组织形式一直存在较大争议。近年来,冷冻电镜三维重构技术发展迅速,为研究30 nm染色质纤维高级结构提供了一个良好的工具,并起了较大的推动作用。该文介绍了本领域相关的一些研究进展。     

染色质结构之美——染色质可及性

染色质可及性(chromatin accessibility)作为一种衡量染色质结合因子与染色质DNA结合能力高低的染色质属性,是评价染色质结构稳态的重要指标之一,在多种细胞核进程中扮演重要角色,包括基因转录调控以及DNA损伤修复等。该属性的异常调控与多种疾病的发生发展密切相关,包括肿瘤以及神经退行性疾病等。对于该属性探究已经成为生命科学与疾病领域的热点。伴随越来越多的新技术应运而生,例如染色质构象捕获技术、高通量测序技术以及两种技术的结合等。随着技术的进步,多种参与调控染色质可及性的因素被发现和总结,包括核小体占位、组蛋白修饰以及非编码RNA等。多项大规模的染色质组学数据绘制了多种疾病的染色质可及性图谱,为揭示疾病的发生发展与染色质可及性之间的关系提供了数据支持。同时,随着单细胞染色质可及性测序技术的发展,实现了对细胞类型染色质层面的划分,弥补了单纯依赖基因表达划分细胞类型的不足。本文将从染色质的组成与可及性、影响染色质可及性的因素、染色质可及性的检测方法,以及染色质可及性与癌症的关系等方面简要阐述染色质可及性的研究进展。     

染色质结构与mRNA可变剪接

mRNA的可变剪接(alternative splicing)是一种由一个mRNA前体(pre-mRNA)通过不同的剪接方式产生多个mRNA变异体(variants)的RNA加工过程。在过去很长一段时间里,人们认为mRNA剪接过程是独立于转录过程的一个转录后RNA加工过程。然而,越来越多的实验证明mRNA剪接在很大程度上是与转录偶联发生的。因此,剪接调控会受到与转录相关因素的调控。本文将对染色质与mRNA剪接调控的相关性和染色质结构调控可变剪接的分子机制进行阐述。     

染色质结构与珠蛋白基因表达调控

综述了β－珠蛋白基因表达调控中,与染色质结构调控相关的区域,染色质重组复合体,染色质修饰等因素及它们之间协同作用的研究。     

真核细胞染色质的结构

真核细胞染色质的结构与功能,是细胞和分子生物学研究的中心课题之一,受到极为广泛的注意。最近五年内.在染色质结构方面的研究进展显著,取得了一些比较一致的结果。这些结果是:染色质的基本纤维是一条串珠状结构,它由无数个亚单位——核体(nucleosome)组成,核体是由一条 DNA 分子串联起来的。核体本身由大约200个碱基对 DNA 和五种组蛋白相结合组成,四种组蛋白(H2A,H2B,H3和 H4)缔合成八聚体或两个四聚体构成核     

肿瘤干细胞与肿瘤转移

近年来,肿瘤干细胞(cancer stem cell,CSC)学说研究认为CSC与肿瘤发生、发展、转移和复发关系极为密切。研究还发现CSC具有明显的异质性,即CSC可分为增生、耐药、侵袭和转移等行为不同的亚群细胞,其中具有转移生物学特性的CSC亚群细胞称为肿瘤转移干细胞(migrating cancer stem cell,MCSC)。目前认为,上皮-间质转变、趋化因子和靶器官微环境可能在肿瘤转移过程中起着重要作用。针对MCSC及其相关机制的靶向治疗有望能更有效地遏制肿瘤的转移。     

染色质结构蛋白变异与人类疾病

层级复杂的三维染色质结构对于细胞命运决定和功能维持所需的多种DNA相关生物学过程的时空调控至关重要,如DNA复制、转录、重组和损伤修复等.三维染色质结构失调导致基因表达异常,被认为是肿瘤或神经发育障碍等多种疾病的主要诱因.本文重点阐述组蛋白及其变体、甲基CpG结合蛋白2在三维染色质高级结构及动态性调节中的作用,总结疾病相关突变对基因功能的影响,探讨肿瘤或神经发育障碍发生发展过程中染色质层面的病理学机制.     

真核细胞染色质结构的观察

用鸡红血球、人胚胎期胸腺细胞进行了染色质结构的研究。人陶腺细胞用PFA刺激,经72小时培养后,使一部分细胞处在分裂期。按Kleinschmidt法进行核酸释放,铜肉蘸取标本后使乾,用1.3％磷钨酸染色,或用金喷涂后,在电镜下观察。结果可见从分裂间期的鸡红血球中放出许多300(?)的螺管状结构(solenoid)。它们由于渗透压的作用而     

尿激酶与肿瘤转移

尿激酶是一种丝氨酸蛋白水解酶,它能激活纤溶酶原成为纤溶酶,降解胞外基质,从而利于细胞迁移。肿瘤转移是导致肿瘤恶化和肿瘤病人死亡的主要原因之一。以尿激酶为中心,尿激酶受体介导的纤溶酶原激活系统在肿瘤转移过程中扮演了重要角色。     

骨桥蛋白与肿瘤转移

转移是肿瘤恶化的主要标志.骨桥蛋白被称为"肿瘤转移基因",是一种分泌型、粘附性的糖基化磷蛋白,与其主要受体整合素和CD44相互作用,参与多种器官和组织的生理病理过程,具有多种功能.近来的很多研究揭示,骨桥蛋白在肿瘤细胞的粘附、浸润、迁移及新血管生成过程中起关键作用. 骨桥蛋白在血清中的含量高低与病人的肿瘤转移情况及预后密切相关.很多研究认为,骨桥蛋白是一个很好的肿瘤转移标志物,是诊断与治疗肿瘤转移的新靶点.本文就骨桥蛋白的一般生物学特点及其在肿瘤转移过程中所起的作用和主要机制进行综述.     

蚕丝腺体染色质的研究 Ⅲ.染色质功能与结构蛋白的关系

本文比较了五龄三天及眠期的蓖麻蚕后丝腺体染色质的结构蛋白与转录活性,结果表明非组蛋白的单相凝胶电泳有显著的变化,转录活性亦有差异。染色质经DNase Ⅱ处理后分离的可溶性染色质与不溶部分的染色质结构蛋白电泳图谱不同。对重组染色质的转录活性进行了研究,初步结果表明同源和异源的组蛋白对DNA 转录有抑制作用,去H_1的组蛋白抑制作用显著减少。非组蛋白能恢复部分被抑制的转录活性。     

细胞膜表面糖链结构与肿瘤转移的关系

连接在天冬酰胺上的N-糖链,连接在丝氨酸和苏氨酸上的O-糖链,连接在丝氨酸上的糖胺聚糖,连接在脂类物质上的糖脂等糖基化修饰在真核细胞表面普遍存在,并调节了细胞的各种功能,它们不仅参与生命活动中正常的生理生化活动,而且于疾病的发生发展密不可分。肿瘤细胞表面糖基异常化,如糖链在表达水平上的差异以及特殊糖链结构的出现,均与肿瘤细胞的侵袭和转移有密切关系。本综述主要介绍了肿瘤细胞糖基化的改变:一些主要的糖基化结构如β1,6分支和唾液酸的表达的增加会使某些肿瘤细胞的迁移能力增强。同时对引起这种变化的作用机制进行了介绍,提出一些潜在的抗肿瘤研究靶点,为肿瘤糖生物学的深入研究提供参考。     

蚕丝腺体染色质的研究——Ⅲ.染色质功能与结构蛋白的关系

本文比较了五龄三天及眠期的蓖麻蚕后丝腺体染色质的结构蛋白与转录活性,结果表明非组蛋白的单相凝胶电泳有显著的变化,转录活性亦有差异。染色质经DNase Ⅱ处理后分离的可溶性染色质与不溶部分的染色质结构蛋白电泳图谱不同。对重组染色质的转录活性进行了研究,初步结果表明同源和异源的组蛋白对DNA转录有抑制作用,去H_1的组蛋白抑制作用显著减少。非组蛋白能恢复部分被抑制的转录活性。     

肿瘤转移与细胞粘附

肿瘤转移与细胞粘附涂立宇,查锡良（上海医科大学生化教研室,上海２０００３２）关键词肿瘤转移,细胞粘附分子,胞外基质细胞粘附分子（ＣＡＭ）是指由细胞合成组装于细胞膜或分泌至胞外基质（ＥＣＭ）可促进细胞粘附的一大类分子。它们所介导的细胞－细胞和细胞－基质...