利用非洲爪蟾精子染色质和卵提取物在体外重建细胞核

应用非洲爪蟾去膜精子染色质和卵提取物成功地进行了细胞核本外重建。当精子染色质加入卵提取物后,首先发生染色质去浓缩作用,染色质整体结构膨胀;膜泡在膨胀的染色质外周聚集并逐渐彼此融合成双层膜;核孔复合体以某种未知方式组装入双层膜而形成核膜结构,并逐渐完全覆盖膨大的染色质,最终形成典型的间期核结构。     

人的性染色质及应用

染色质是细胞间期核内能被碱性染料染色的物质,它和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段的存在形式。染色质主要有两种类型：在细胞分裂期凝缩而在间期松散（成为弥散状）的称为常染色质;在所有时期一直凝缩着的称为异染色质。实际上异染色质又可分为两类,一类是在各种细胞中都处于凝缩状态,最晚进行复制的异染色质,这类异染色质不含有结构基因,没有什么“功能”,称之结构异染色质;另一类则是在有些细胞或在一定的发育时期和生理条件下才表现为凝缩状态的异染色质,这类异染色质虽含有结构基因,但从生理上讲绝大多数基因是失活的,…     

果蝇细胞存五种主要染色质类型

转录活性常染色质与受阻遏异染色质的染色质传统分类曾是一个有用的模型,但它应该进行升级,以适应人们日益增加的有关染色质功能域的知识。一项在果蝇中对与蛋白质有关的53种染色质进行的大规模综合性全基因组分析表明,染色质有5种主要类型;这些可以构成描述表观基因组的新框架。     

正常及白血病小鼠白细胞染色质和DNA的酶切分析

 本文应用的核酸酶为DNaseⅡ、微球菌核酸酶与限制性内切核酸酶BstNI、EcoRⅡ、HpaⅡ和MspⅠ,将它们作用于正常小鼠615和可移植性白血病小鼠L7712脾脏白细胞染包质及其DNA,根据酶切电泳谱及水解动力学分析表明:1.白血病小鼠染色质相对正常小鼠染色质易被DNaseⅡ微球菌核酸酶水解;2.白血病小鼠染色质比正常小鼠者易被MspⅠ水解,但其DNA的MspⅠ酶切电泳谱无明显差别;3.白血病小鼠染色质及其DNA较正常小鼠染色质及其DNA易被EcoRⅡ水解。这些观察说明,白血病小鼠脾脏白细胞染色质有较活跃的构象状态;其染色质DNA的CCATGC区段内有较低的甲基化程度。     

γ-线辐射对大鼠肝脾染色质及转录活性染色质模板活性的影响

 本文从染色质及转录活性染色质的模板效率探讨辐射对核转录活性影响的机制。实验结果表明:(1)肝脾染色质模板功能的变化分别平行与肝脾细胞核转录活性的变化提示,辐射至少部份是通过改变染色质的模板功能而影响细胞核的转录活性;(2)体外照射下,活性染色质模板活性较非活性染色质改变明显,提示射线可能主要是通过影响活性染色质区域的模板功能而改变核合成RNA的能力。     

大鼠老化过程大脑皮层及小脑神经元染色质构象分析

 本文在前文~[2]的基础上进一步以MCN和DNaseⅠ为探针研究大鼠脑神经元终末分化后不同生理时期染色质构象,结果表明:MCN酶解DNA产物PAGE显示脑老化过程大脑皮层及小脑神经元染色质核小体单体DNA分别保持在176bp和215bp水平,核小体连接DNA长度存在组织差异,但不受老化影响;<2>DNaseⅠ酶解DNA产物PAGE显示各年龄组大脑皮层及小脑神经元染色质DNA存在10bp间隔重复结构和相同的泳动区带分布特征,提示脑老化中染色质具有稳定的B型双螺旋结构和一致的螺线管卷曲形式。染色质DNaseⅠ降解率随年龄增加而降低,提示老化导致活性染色质区域减少,老化过程脑神经元染色质构象改变成为其转录功能减退的结构基础。     

真核生物基因表达在转录水平上的调节作用

在转录水平上的调节被认为是被细胞基因表达的调控的一个主要机制。在真核细胞中,染色质的结构是和这个调控密切相关的;一般认为,染色质构象的改变是进行转录在所必需的。 一、具有转录活性的染色质的超微结构具有转录活性的染色质(简称活性染色质) 。     

30 nm染色质的体外组装和电镜分析

真核生物的基因组以染色质的形式存在,染色质在真核生物的基因表达调控及胚胎发育过程中起重要作用,为表观遗传提供一个重要的信息整合平台．染色质的高级结构,特别是 30 nm染色质的动态变化在基因转录沉默和激活过程中起着重要的调控功能．但是目前对30 nm 染色质纤维的组装及其精细结构的认识还十分有限．本文通过体外表达系统,表达未经修饰的组蛋白,并利用克隆构建的601DNA均一重复序列,通过逐步降低盐离子浓度并加入组蛋白H1或镁离子的方法,体外重组均一的30 nm染色质纤维．并利用镀金属、负染色制样和冷冻电镜制样等手段通过透射式电子显微镜(TEM)对30 nm纤维结构的形成原因、组蛋白H1的作用和核小体重复单位(nucleosome repeat lengths,NRLs)长度对30 nm染色质纤维的影响进行研究．研究结果显示在组蛋白H1或二价镁离子存在的情况下,均可形成30 nm染色质纤维．其形成的染色质拓扑结构有所不同．统计分析表明,不同长度核小体重复单位(NRLs)形成的染色质纤维直径有所不同(P < 0.05)．同时,我们得到了较为均一的冷冻电镜样品,为进一步研究30 nm染色质纤维的高级结构及理解体内染色质存在的形式及动态过程打下了较好的基础．     

大鼠老化过程大脑皮层细胞核、染色质转录研究

 本实验对不同鼠龄(4—,16—17—,33—34—和99—103周)大鼠老化动物模型进行脑细胞核、染色质体外转录研究,结果表明:(1)大脑皮层细胞核、染色质转录活性在老化过程中呈下降趋势,其中RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ活性与染色质模板效率变化一致,说明染色质模板活性降低是导致细胞核转录功能减退的原因之一。(2)幼年鼠染色质RNA和NHCP含量高于老年鼠,提示染色质结合蛋白及RNA可能参与不同生理时期脑神经元染色质结构和功能的调节。(3)老年鼠脑染色质DNA抗DN-aseⅠ酶解能力增强,提示衰老导致转录活性染色质区域减少。     

染色体和染色质结构与功能及其发展前景讨论会在西安召开

中国细胞生物学会染色体专业组于7月3日至6日在西安主持召开了染色体与染色质结构与功能及其发展前景讨论会。与会者27人,姚錱秘书长,王泰清理事参加了这次会议,西安有关单位的一些同志也前来旁听,在姚錱先生致了简要的开幕词以后,会议就下列几个问题行进了讨论:1.染色质的化学组成及其功能;2.染色质的结构及活性染色质;3.病理状态下     

多头绒泡菌有丝分裂后细胞核重建过程的形态学研究

以进行自然同步核内有丝分裂的多头绒泡菌(Physarum polycephalum)原生质团为材料,应用常规制片和整体银染后制片的电镜技术研究了有丝分裂后细胞核的形态构建过程。形成新核仁的前体物质在有丝分裂中期时散在染色体区域的周围,末期时与染色体组一起到达两极。子细胞核刚形成时核仁物质与染色质混合,以后核仁物质相互汇合并同染色质逐渐分开,最后形成一个大核仁。染色质在有丝分裂后期开始解集缩,到两极后在新形成的子核中进一步松解。染色质在充分松解后又开始集缩活动,形成一些集缩比较紧密的染色质小块。随着细胞核的进一步发育在核膜和核仁之间形成许多大小不等,形状不规则的染色质团块。     

家蚕丝腺细胞模板活性染色质中丝质基因的检测

以家蚕(Bombyx mori)丝质基因中具有高度特异性的核心区重复单元合成光敏生物素标记的DNA探针;利用斑点滤膜杂交及亲和素——酶联系统显色,检测出家蚕五龄末期(第6—7天)后部丝腺细胞模板活性染色质中富含丝质基因。在以相应的非模板活性染色质和全染色质作为对照下,测得丝质基因占模板活性染色质DNA的0.02%左右,相当于全基因组中含量的10倍。这一结果为模板活性染色质介导的基因转移提供了强有力的的分子生物学证据,说明利用模板活性染色质选择性地分离和转移某些目的基因是完全可能的。     

Hi-C的干细胞染色质多重相互作用特征分析

染色质高级结构是基因转录调节的重要因素,染色质多重相互作用是高级结构中的一种,是多个(≥3)染色质片段在空间上相互接触而形成的紧凑结构。为了解染色质多重相互作用这类高级结构的特征及其在干细胞中分化中起到的作用,通过对Hi-C数据进行相关分析并计算基因的FPKM表达量,研究了染色质多重相互作用。分析发现:多重相互作用约占所有作用的30%,包含近70%的基因;此类作用区域的高表达基因多于低表达基因;且与组蛋白乙酰化相关性高。在分化过程中,多重作用位点数目和比例减少;位于多重作用区域的基因的表达略有降低;组蛋白乙酰化(H3K27ac和H3K23ac)在多重作用区域的减弱,而组蛋白甲基化(H3K4me3和H3K27me3)倾向于增强。结果表明,染色质多重相互作用是一种广泛存在的染色质高级结构,在干细胞分化中有重要作用,此类结构多具有H3K27ac修饰,调节基因的表达。总之,染色质多重相互作用是一种重要的基因转录调节因素,在细胞分化中具有调控作用。     

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。     

染色质构象调控真核基因的表达

真核基因的表达受到各种顺式调控元件、反式作用因子、染色质DNA以及组蛋白表观遗传修饰等多因素、多层次的调控。染色质三维空间结构的变化在调控真核基因表达方面也发挥了至关重要的作用。染色质构象的变化一方面可以使增强子等调控元件与靶基因相互靠近,从而促进基因表达;同时也可能通过形成空间位阻结构阻碍调控元件作用于靶基因,抑制基因表达。虽然染色质结构变化调控真核基因表达的机制仍缺乏较为精确的分子模型,但在组蛋白修饰、核小体定位、染色体领域以及染色质间相互作用等表观遗传学研究中,已经发现有诸多证据支持染色质构象在真核基因表达调控中的重要地位。文章主要综述了染色质结构及其构象的变化等对真核基因表达调控的影响。     

中国八种家鼠C—带核型的比较研究

本文对我国大陆八种家鼠的C-带核型进行了比较研究,并将其C-带差异数量化,进行模糊聚类分析,结果表明: 1.八种家鼠的C-带核型相互间存在一定的差异; ①八种家鼠染色体着丝点异染色质在数量上各不相同,按照一定的顺序呈现逐渐减少的趋势。②某些种类出现了插入异染色质、端位异染色质和异染色质短臂。 2.根据八种家鼠C-带核型的不同,结合地理分布等,对八种家鼠的分类地进行了讨论。 3.依据C-带核型的差异,推测八种家鼠的C-带核型进化方向可能是:①着丝点异染色质逐渐减少;②端位异染色质、插入异染色质或异染色质短臂的出现和增加。 4.按照从原始到特化的方向将C-带核型差异数量化,通过模糊聚类分析,得到了八种家鼠的聚类分析分支图,它们可以分为二个大组:斯氏家鼠和环齿鼠为一组,其余种类为另一组。     

染色质在非洲爪蟾卵的无细胞系统中形成组装核的研究

从大鼠肝、鸡肝提取了染色质并从受精未孵育鸡蛋胚下表层卵黄颗粒提取了染色质,在荧光显微镜和电子显微镜下观察了这些染色质在无细胞系统中形成的组装核;研究二阶钙镁离子对形成组装核的影响。在有ＡＴＰ再生系统存在的无细胞系统中,围绕染色质能形成与间期细胞核相似的组装核;二价钙离子不利于形成组装核,而二价镁离子是形成组装核所必须的,但过高浓度的镁离子对形成组装核有抑制作用。     

异染色质的开放

真核细胞的染色体分为异染色质和常染色质。异染色质的形成和传播是通过对组蛋白的甲基化、乙酰化的修饰,提供HP1的识别位点实现的。过去认为与异染色质结合的蛋白质是固定的,现有研究表明与异染色质结合的蛋白质是流动的,因此转录激活因子与异染色质蛋白的竞争,可能决定了异染色质的开放,并为基因的转录提供了前提。     

日本沼虾精子发生的研究

对日本沼虾精子发生全过程的电镜观察表明：精原细胞核染色质分散,胞质内有线粒休、内质网的分布。初级精母细胞核染色质块状,不均匀地分布于核中,内质同多小泡多。次级精母细胞核染色质大多分布于核膜内侧,内质网聚集成团,精细胞分化形成精子的早期,胞核增大,核侧形成内质同多小泡的聚合体;中期的核内染色质浓缩,同时形成空囊状结构,     

30nm染色质纤维结构与表观遗传调控

真核生物的DNA以染色质形式通过逐级折叠压缩形成高级结构存在于细胞核中。染色质高级结构直接参与了真核基因的转录调控和其它与DNA相关的生物学事件,因此研究染色质高级结构对了解表观遗传学分子机制有着至关重要的作用。近些年,研究者们针对30 nm染色质高级结构提出了两个模型:螺线管模型和Zig-Zag模型。2014年,我们利用体外染色质组装体系重建了30 nm染色质纤维,运用高精度冷冻电镜技术得到了分辨率为11?的30 nm染色质纤维的精细结构,提出了30 nm染色质高级结构的左手双螺旋Zig-Zag模型。本文综述了30 nm染色质纤维结构研究方面的相关进展,并对30 nm染色质高级结构的表观遗传调控机理以及单分子成像和操纵技术在研究30 nm染色质高级结构中潜在的应用作出讨论和展望。