植物着丝粒结构及进化的研究进展

植物着丝粒是染色体重要结构域,介导动粒装配。不同物种间着丝粒重复序列快速趋异进化,着丝粒功能保守,确保有丝分裂和减数分裂过程中染色体正确分离和准确传递。伴随染色质免疫共沉淀技术(Chromatin immunoprecipitation, ChIP)、ChIP 与高密度芯片相结合技术(ChIP-chip)、ChIP 与高通量测序相结合技术(ChIP-seq)的应用,植物着丝粒研究获得里程碑式进展:某些模式植物着丝粒DNA 序列、蛋白质结构、功能获得大量新认识;着丝粒基本蛋白质组蛋白H3 被用来界定着丝粒大小和边界;某些非着丝粒区域被激活为新着丝粒,在世代传递中保持稳定性。本文对植物着丝粒结构、功能、进化研究进行了综述,并探讨了植物着丝粒研究存在的问题。     

染色质免疫沉淀-测序：全基因组范围研究蛋白质-DNA相互作用的新技术

染色质免疫沉淀-测序(ChIP-seq)是近年来新兴的将染色质免疫沉淀(ChIP)与深度测序技术相结合,在全基因组范围内分析DNA结合蛋白结合位点、组蛋白修饰、核小体定位和DNA甲基化的高通量技术．在新一代测序(NGS)技术的大力推动下,ChIP-seq提供了一种相对于ChIP-chip高分辨率、低噪音、高覆盖率的研究方法．随着测序成本的降低,ChIP-seq逐步成为研究基因调控和表观遗传机制的一种常用手段．本文就该技术的最近研究进展进行综述,并着重介绍ChIP-seq数据分析过程及该技术的实际应用情况.     

哺乳动物转录因子DNA结合谱

基因差异表达是生物发育和对刺激作出应答的分子基础,转录因子在这种基因差异表达中发挥着重要的调控作用。因此,要弄清楚转录因子调控基因差异表达的机理,就必须鉴定出它们全部的靶基因并构建其操纵的转录调控网络。对基因组DNA的序列特异性结合是转录因子调控基因转录的关键环节,因此,要鉴定转录因子的靶基因,就必须从它们与DNA相互作用的分子水平,鉴定它们能够识别并结合的全部DNA序列,即转录因子DNA结合谱。近年来随着DNA微阵列芯片和高通量DNA测序技术的产生和快速发展,出现了建立转录因子体内及体外DNA结合谱的一系列革命性的新技术,对该领域的研究带来重大影响。这些新技术主要包括建立转录因子体内DNA结合谱的染色质免疫沉淀-芯片技术(ChIP-chip)和染色质免疫沉淀-测序技术(ChIP-Seq),以及建立转录因子体外DNA结合谱的双链DNA微阵列芯片技术(dsDNA microarray)、指数富集配体系统进化-系列分析基因表达技术(SELEX-SAGE)、结合-n-测序技术(Bind-n-Seq)、多重大规模并行SELEX技术(MMP-SELEX)、凝胶迁移实验-测序技术(EMSA-Seq)和高通量测序-荧光配体互作图谱分析技术(HiTS-FLIP)。文章将对这些新技术做一综述。     

乳腺组织染色质免疫共沉淀方法的改进

作为研究基因表达调控的重要方法,近年来染色质免疫共沉淀（ChIP）得到了越来越广泛的应用,但有关将乳腺组织作为ChIP材料的研究及其方法尚未见报道。采用传统的组织ChIP试剂盒处理乳腺组织时,存在样品回收率低、乳脂/乳蛋白影响杂交效率和超声积热等问题,针对以上问题对乳腺组织ChIP方法进行改进。新方法省略组织均一化步骤、用酶切-超声法代替超声法进行染色质片段化、在细胞裂解和酶切步骤间增加洗涤步骤。结果显示,与脾脏组织相比,乳腺组织不适合进行组织均一化处理。酶切-超声法比超声法更适于对乳腺组织进行染色质片段化。采用改进后的ChIP方法获得的DNA样品中,靶序列得到显著的富集,所得的DNA样品能够满足测序（ChIP-Seq）要求。结果说明,改进后的方法适用于乳腺组织染色质免疫共沉淀,并为研究乳腺组织基因表达调控奠定了基础。     

运用染色质免疫沉淀技术筛选AP-2α的靶基因

在后基因组时代,DNA-蛋白质的相互作用是研究基因表达调控的一个重要领域.染色质免疫沉淀技术(chromatin immunoprecipitation assay,简称CHIP)是目前唯一研究体内DNA与蛋白质相互作用的方法.对与ChIP有关的实验条件进行了优化,获得了较优的实验条件,并运用ChIP实验筛选出了转录因子activator protein-2 alpha (AP-2a)的未知靶基因,对于进一步研究AP-2a的功能和调控网络打下了基础.     

运用染色质免疫沉淀技术筛选出AP-2α的靶基因GALK1

在后基因组时代,DNA-蛋白质的相互作用是研究基因表达调控的一个重要领域.与其他方法相比,染色质免疫沉淀技术 (chromatin immunoprecipitation assay, ChIP ) 是一种近来研究体内 DNA 与蛋白质相互作用的最好方法之一.本研究利用 ChIP 克隆方法, 找出了 AP-2α所调控的新的下游靶基因 GALK1,并应用 Luciferase assay和 RT-PCR 实验进行了初步的验证.这一新发现,有利于我们进一步研究转录因子AP-2α的功能.     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联, 然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断, 再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段, 从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况, 鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP), 以及适用于10³细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

染色质免疫共沉淀实验方法

染色质免疫共沉淀(ChIP)技术是一种检测蛋白质与DNA结合的实验技术。该方法可以先进行样品交联,然后将蛋白质与DNA复合物进行随机DNA切断,再借助免疫学方法特异性富集与目的蛋白相结合的DNA片段,从而检测转录因子等目的蛋白质与DNA的结合情况,鉴定基因启动子或其它DNA结合位点。该方法同时也可应用于研究基因组特定位点的组蛋白修饰情况。该文介绍了依赖交联固定的常规免疫共沉淀(X-ChIP),以及适用于10~3细胞级别微量实验材料的基于微球菌核酸酶非交联免疫共沉淀(ULI-NChIP)具体操作过程和注意事项。     

一种微小染色质免疫共沉淀方法的建立

染色质免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是目前研究蛋白与DNA相互作用的强有力的技术之一.然而传统的ChIP实验方法的最大缺陷是要求大量的细胞数,这限制了它应用于少量细胞数的样品.在传统ChIP实验的基础上综合国外文献建立了一种能在少量细胞样品中进行的染色质免疫共沉淀实验,称之为微小染色质免疫共沉淀(miniChIP).并通过对诱导前后的MEL细胞中表达的β珠蛋白基因簇组蛋白H4乙酰化(acH4)的研究,证实了其可靠性和特异性.结果显示:高敏位点HS2和活跃基因β-maj的启动子区域存在一定的组蛋白H4乙酰化水平,DMSO诱导后显著增加,而不活跃基因Ey的启动子区域则检测到极低水平的组蛋白H4乙酰化,且诱导后无明显变化.     

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值.     

转录因子结合位点生物信息学研究进展

By using genome in situ hybridization (GISH) on root somatic chromosomes of allotetraploid derived from the cross Gossypium arboreum × G. bickii with genomic DNA (gDNA) of G. bickii as a probe, two sets of chromosomes, consisting of 26 chromosomes each, were easily distinguished from each other by their distinctive hybridization signals. GISH analysis directly proved that the hybrid G.arboreum×G. bickii is an allotetraploid amphiploid. The karyotype formula of the species was 2n = 4x = 52 = 46m (4sat) + 6sm (4sat). We identified four pairs of satellites with two pairs in each sub-genome. FISH analysis using 45S rDNA as a probe showed that the cross G. arboreum×G. bickii contained 14 NORs. At least five pairs of chromosomes in the G sub-genome showed double hybridization (red and blue) in their long arms, which indicates that chromatin introgression from the A sub-genome had occurred.     

Epigenetics meets next-generation sequencing

Next-generation sequencing is poised to unleash dramatic changes in every area of molecular biology. In the past few years, chromatin immunoprecipitation (ChIP) on tiled microarrays (ChIP-chip) has been an important tool for genome-wide mapping of DNA-binding proteins or histone modifications. Now, ChIP followed by direct sequencing of DNA fragments (ChIP-seq) offers superior data with less noise and higher resolution and is likely to replace ChIP-chip in the near future. We will describe advantages of this new technology and outline some of the issues in dealing with the data. ChIP-seq generates considerably larger quantities of data and the most challenging aspect for investigators will be computational and statistical analysis necessary to uncover biological insights hidden in the data.