组蛋白甲基化的研究进展

组蛋白甲基化是细胞中一种普遍而重要的表观遗传修饰方式,由组蛋白甲基转移酶完成.对组蛋白甲基化修饰认识已有相当长的时间,但直到最近几年由于组蛋白甲基化修饰酶的发现才使人们逐渐认识到组蛋白甲基化修饰有广泛的生物学功能.本文拟从组蛋白甲基转移酶、组蛋白甲基化的功能以及组蛋白甲基化与DNA甲基化的关系等方面综述这一领域的研究进展.     

组蛋白乙酰化／脱乙酰化与DNA甲基化的关系

组蛋白乙酰化和脱乙酰化与DNA甲基化有密切的关系,本文介绍了DNA甲基化对组蛋白乙酰化／脱乙酰化影响,组蛋白乙酰化／脱乙酰化对DNA甲基化的影响,以及组蛋白乙酰化／脱乙酰化和DNA甲基化协同效应。     

组蛋白甲基化研究进展

组蛋白甲基化是表观遗传修饰方式中的一种,参与异染色质形成、基因印记、X染色体失活和基因转录调控.组蛋白甲基化过程的异常参与多种肿瘤的发生.既往认为组蛋白甲基化是稳定的表观遗传标记,而组蛋白去甲基化酶的发现对这一观点提出了挑战,也为进一步深入研究组蛋白修饰提供新的途径.     

非组蛋白甲基化研究进展

蛋白质的翻译后修饰主要包括磷酸化、乙酰化、泛素化以及甲基化,在调节蛋白质结构和功能上起到重要作用。目前对于蛋白质甲基化研究最多的是组蛋白甲基化。除了组蛋白,赖氨酸、精氨酸甲基化也发生在非组蛋白。近年来,越来越多的非组蛋白甲基化被发现,非组蛋白甲基化在肿瘤发生发展中同样具有重要意义。本文就此方面的进展作简要概述。     

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被甲基化。组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化与基因的失活相关连; 组蛋白H3第4位赖氨酸和第36位赖氨酸的甲基化与基因的激活相关连; 组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化与同源盒基因沉默、X染色体失活、基因印记等基因沉默现象有关; 组蛋白H3第79位赖氨酸的甲基化与防止基因失活和DNA修复有关。与此同时, 组蛋白的去甲基化也受到更为广泛的关注。 关键词: 组蛋白赖氨酸甲基转移酶; 组蛋白赖氨酸甲基化; 组蛋白去甲基化     

真核生物的DNA甲基转移酶与DNA甲基化

真核生物的ＤＮＡ甲基化就是在ＤＮＡ的ＣｐＧ二核苷酸胞嘧啶的第 5位碳原子上加上甲基 ,催化这一过程的是ＤＮＡ甲基转移酶 (Ｄｎｍｔ)。ＤＮＡ的甲基化修饰参与基因表达调控、胚胎发育、细胞分化、基因组印迹、Ｘ染色体灭活和细胞记忆等诸多重要生物学过程[1,2 ] 。在不同组织或同一类型细胞的不同发育阶段 ,基因组ＤＮＡ上各ＣｐＧ位点甲基化状态的差异即构成基因组的ＤＮＡ甲基化谱。根据催化反应类型。可以将ＤＮＡ甲基转移酶分为三类 :第一类将腺嘌呤转化成Ｎ6 甲基腺嘌呤 ;第二类将胞嘧啶转化成Ｎ4 甲基胞嘧啶 ;第三类将胞嘧啶转化成…     

DNA甲基化与组蛋白修饰对克隆胚发育的影响

在正常的受精、发育过程中,基因组DNA不对称的去甲基化、重新甲基化以及组蛋白修饰作用发生在整个受精和胚胎发育过程中。本文将从DNA甲基化、DNA不对称的去甲基化和组蛋白修饰作用就其原理,相互之间的关系及其对胚胎发育情况的影响作以综述,并对近年来,DNA甲基化与组蛋白修饰作用在胚胎发育过程中的研究作以总结。     

植物中DNA甲基化模式及其相关机制

DNA甲基化是表观遗传修饰的重要形式之一,是植物中较早发现的DNA共价修饰方式。在植物的正常生长发育中,DNA甲基化与植物基因组维持、体细胞无性系变异、外来基因防御、内源基因的表达、转基因沉默以及基因印迹之间有着极大的关系,因此,植物DNA甲基化的研究对植物基因工程的发展有着举足轻重的作用。本文介绍了参与DNA甲基化的各种酶和蛋白质,阐述了DNA甲基化相关机制的最新研究进展。     

DNA甲基化的分子机制及其研究进展

DNA甲基化作为一种重要的非永久性但相对长期可遗传的基因修饰,在维持细胞正常的转录活性、DNA损伤修复能力以及在遗传印记、胚胎发育和肿瘤的发生发展中都有不可替代的作用,是分子生物学及医学领域的研究热点。近年来随着高通量测序、表观遗传编辑以及结构分析等技术的飞速发展,对DNA甲基化分子机制层面的研究进一步深入。本研究总结了近年来对DNA甲基化分子机制的相关研究,归纳了全球范围内对DNA甲基化的位点、序列背景与范围近年来的研究进展,也归纳了近年来对影响DNA甲基化的因素的研究,以期对DNA甲基化这一表观遗传学热点进行深入的学习探讨。     

关于组蛋白甲基化的研究

主要阐述了组蛋白甲基转移酶的类型,组蛋白H3中第9位赖氨酸甲基化与异染色质的形成、常染色体中基因表达的调控,以及与DNA甲基化之间的关系,说明了组蛋白甲基化与组蛋白乙酰化、磷酸化的相互关系, 指出组蛋白甲基化对维持细胞各种状态的平衡起到极其重要的作用。 Abstract： The types of histone methyltransferases, the relationship between methylation of Lysine 9 of H3 and the formation of heterochromatin, gene regulation in euchromatin, and that with DNA methylation, were mainly introduced. The interrelation between histone methylation and histone acetylation/phosphorylation was summarized. It is showed that histone methylation plays a very important role in maintaining the balance state of cell. The future research tendency of histone methylation was fantanstic.     

The Dnmt3a PWWP Domain Reads Histone 3 Lysine 36 Trimethylation and Guides DNA Methylation

The Dnmt3a DNA methyltransferase contains in its N-terminal part a PWWP domain that is involved in chromatin targeting. Here, we have investigated the interaction of the PWWP domain with modified histone tails using peptide arrays and show that it specifically recognizes the histone 3 lysine 36 trimethylation mark. H3K36me3 is known to be a repressive modification correlated with DNA methylation in mammals and heterochromatin in Schizosaccharomyces pombe. These results were confirmed by equilibrium peptide binding studies and pulldown experiments with native histones and purified native nucleosomes. The PWWP-H3K36me3 interaction is important for the subnuclear localization of enhanced yellow fluorescent protein-fused Dnmt3a. Furthermore, the PWWP-H3K36me3 interaction increases the activity of Dnmt3a for methylation of nucleosomal DNA as observed using native nucleosomes isolated from human cells after demethylation of the DNA with 5-aza-2′-deoxycytidine as substrate for methylation with Dnmt3a. These data suggest that the interaction of the PWWP domain with H3K36me3 is involved in targeting of Dnmt3a to chromatin carrying that mark, a model that is in agreement with several studies on the genome-wide distribution of DNA methylation and H3K36me3.     

动脉粥样硬化脂代谢紊乱与DNA甲基化的关系

心血管疾病是导致人类死亡的主要原因之一,动脉粥样硬化(Atherosclerosis,As)是心血管疾病的重要病理基础,炎症反应是动脉粥样硬化的重要病理机制。脂代谢紊乱是动脉粥样硬化的独立危险因素,贯穿动脉粥样硬化的始终,并且是导致炎症反应发生的重要原因。DNA甲基化是一种不改变基因核苷酸序列而能调控基因表达的一种重要的表观遗传学方式。有研究证明,脂代谢紊乱的发生、发展与DNA甲基化存在密切关系。本文将围绕与脂代谢紊乱相关基因对动脉粥样硬化过程中脂代谢紊乱与DNA甲基化的关系做一综述。     

核小体定位模式及其与DNA甲基化位点分布的关系

核小体定位是指DNA双螺旋相对于组蛋白八联体的位置.核小体定位通过限制蛋白结合位点参与基因转录调控.本文利用实验检测的人类CD4+ T细胞核小体定位数据,研究了核小体定位在转录因子结合位点(TFBS)和转录起始位点(TSS)附近的分布模式,并分析了在TFBS和TSS周围,核小体定位与DNA甲基化之间的关系.结果表明,在休眠和激活的人类CD4+ T细胞中,部分TFBS和TSS周围的核小体定位在动态改变,即在定位和缺失两种状态之间切换.在TFBS周围,核小体定位和DNA甲基化存在一种互补模式,核小体定位与DNA低甲基化相联系;而在TSS周围,两者呈现同步模式,DNA高甲基化伴随高核小体水平.而且,在TFBS和TSS周围,DNA甲基化位点的分布呈周期模式.CD4+ T细胞被激活时,较少的转录因子启动了较多的基因.     

DNA甲基化微阵列

DNA甲基化微阵列是近年发展起来的高通量分析基因组水平DNA甲基化状态和模式的新型技术,已成为肿瘤表观遗传学组研究的重要工具之一。利用DNA甲基化微阵列研究某种疾病状态下异常甲基化的基因有利于进一步明确该疾病的表观遗传学异常机制,发现与之相关的表观遗传学标志物。现有的DNA甲基化微阵列主要包括CpG岛微阵列和甲基化寡聚核苷探针微阵列,根据已有的文献资料,较为详细地阐述了上述技术的原理、特点和适用范围,对于研究者根据自己的研究目的选择适当的DNA甲基化微阵列技术具有一定的指导价值。     

Structural and Functional Coordination of DNA and Histone Methylation

One of the most fundamental questions in the control of gene expression in mammals is how epigenetic methylation patterns of DNA and histones are established, erased, and recognized. This central process in controlling gene expression includes coordinated covalent modifications of DNA and its associated histones. This article focuses on structural aspects of enzymatic activities of histone (arginine and lysine) methylation and demethylation and functional links between the methylation status of the DNA and histones. An interconnected network of methyltransferases, demethylases, and accessory proteins is responsible for changing or maintaining the modification status of specific regions of chromatin.     

DNA Methylation and Histone H1 Jointly Repress Transposable Elements and Aberrant Intragenic Transcripts

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DNA甲基化及组蛋白修饰在精神分裂症中的改变

精神分裂症（schizophrellia）是一种严重的精神疾病,对双胞胎、家庭及认养的研究揭示,遗传与环境因素之间复杂的相互作用是精神分裂症的病因。表观遗传学（epigenetics）研究与基因序列变化无关的基因表达调控机制．为人们深入认识精神分裂症的病因提供了新的思路。表观遗传调控机制主要包括：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA三种方式。该文介绍前两种在精神分裂症发病机制中的作用。     

DNA甲基化与动脉粥样硬化

DNA甲基化是一种重要的表观遗传调控方式,可在转录前水平调节基因的表达.近年来的研究表明,动脉粥样硬化的发生发展与DNA甲基化密切相关. 对DNA甲基化模式改变在动脉粥样硬化发病的相关机制做深入研究,可能为动脉粥样硬化的诊治提供一种新的途径.本文将从基因组低甲基化、相关基因异常甲基化以及动脉粥样硬化危险因素的DNA甲基化等方面重点阐述DNA甲基化与动脉粥样硬化的关系.     

DNA Methylation and Epigenotypes

The science of epigenetics is the study of all those mechanisms that control the unfolding of the genetic program for development and determine the phenotypes of differentiated cells. The pattern of gene expression in each of these cells is called the epigenotype. The best known and most thoroughly studied epigenetic mechanism is DNA methylation, which provides a basis both for the switching of gene activities, and the maintenance of stable phenotypes. The human epigenome project is the determination of the pattern of DNA methylation in multiple cell types. Some methylation sites, such as those in repeated genetic elements, are likely to be the same in all cell types, but genes with specialized functions will have distinct patterns of DNA methylation. Another project for the future is the study of the reprogramming of the genome in gametogenesis and early development. Much is already known about the de novo methylation of tumor suppressor genes in cancer cells, but the significance of epigenetic defects during ageing and in some familial diseases remains to be determined.