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...     

人δ珠蛋白基因表达调控研究进展

人δ珠蛋白基因是次要成年功能性β类珠蛋白基因,位于１１号染色体短壁β珠蛋白基因簇中,γ珠蛋白基因之后,β珠蛋白基因之前。,     

人类珠蛋白基因表达调控机制研究进展

人类β珠蛋白基因簇的顺次切换表达机制包括：在转录水平多个转录调控元件如LCR,EKLF,CCAAT等的作用。在转录后各mRNA的翻译及加工也受到影响。而α珠蛋白基因簇的切换机制则为ξ基因的关闭,另外,α及β－mRNA 3′UTR结构对其自身稳定性具有决定性作用,并进而影响其蛋白质水平。     

人α—珠蛋白基因表达调控研究进展

人α－类珠蛋白基因簇位于１６号染色体的短臂近端粒区,由４个功能基因和３个假基因组成,其中,ζ－珠蛋白基因在胚胎期表达,α２、α１和θ珠蛋白基因在胎儿和成人期表达。α－类珠蛋白基因的主要调控序列位于ζ－珠蛋白基因上游４０ｋｂ的位置,称为ＨＳ－４０,另外还存在其它的ＨＳ－位点。在ＨＳ－４０和各种珠蛋白基因启动子上有多种红系和通用反式作用因子的结合位点,它们间的协同作用保证了α－类珠蛋白基因表达的组织和     

染色质可及性与植物基因表达调控

真核生物基因组上的核小体呈现不均匀分布, 转录活跃区域的染色质结构相对松散且易被调节蛋白结合, 这些区域的可接近程度称为染色质可及性。随着测序技术的发展, DNase-seq、ATAC-seq、MNase-seq和NOMe-seq等组学技术的应用, 全基因组范围内染色质可及性检测变得简便且高效。该文主要介绍了真核生物染色质可及性的4种基本检测方法的技术原理, 总结了核小体定位、组蛋白修饰以及转录因子结合与染色质可及性的关系, 并综述了染色质可及性参与植物生长发育和环境响应研究进展, 以期为植物领域全基因组水平染色质可及性研究、顺式调控元件挖掘及发育和环境响应过程中基因表达调控网络的解析提供借鉴。     

酿酒酵母INO80染色质重塑复合物调控基因表达的研究进展

表观遗传调控是真核生物基因表达精细调控的重要组成部分,主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑。其中,染色质重塑因子可影响组蛋白修饰酶和转录因子与特定位点的结合,在基因表达调控中占有重要地位。INO80复合物是进化上保守的染色质重塑复合物,能利用ATP水解获得的能量促进核小体的滑动和驱逐。INO80复合物除了在DNA复制、修复中发挥重要功能外,还通过改变DNA可及性调控酿酒酵母的基因表达。本文综述了染色质重塑复合物的分类及组成,重点介绍了酿酒酵母多亚基复合物INO80在基因表达调控中的重要功能,包括驱逐RNA聚合酶Ⅱ、响应信号转导途径和改变基因表达水平等,并着重总结了其在酿酒酵母环境胁迫响应机理中的研究进展。深入研究INO80染色质重塑复合物的功能,可为理解真核生物精细代谢调控的机制,并进一步开发基于染色质重塑等表观调控水平的微生物代谢工程和合成生物学改造策略,提高菌株的环境胁迫耐受性和发酵性能提供基础。     

人体β—类珠蛋白基因时空表达与调控

人体β-类珠蛋白基因簇可以说是真核生物基因组中最具有代表性的一个基因家族,它的表达具有严格红系组织特异性和发育时期专一性,是用以研究真核基因表达与调控以及基因表达与细胞分化关系的理想体系。目前,国内外对人体β-类珠蛋白基因时空表达与调控分子机制的研究,引起了极大的关注。本文就几个方面作一简要概述。     

染色质调节元件与不同启动子的相互作用对基因表达调控的影响

为探究DNA序列元件对不同启动子调节转基因稳定表达的影响,利用遍在染色质开放元件 (Ubiquitous chromatin opening elements,UCOE) 和基质黏附序列 (Scaffold/matrix-attachment regions,MAR) 分别与含增强子的oct4基因启动子、含CpG岛的sox2基因启动子和不含调控元件的nanog基因启动子以及同时包含增强子和CpG岛的CMV启动子组合构建pOCT4-MAR、pOCT4-UCOE、pSOX2-MAR、pSOX2-UCOE、pNANOG-MAR、pNANOG-UCOE、pCMV-UCOE、pCMV-MAR等质粒,分析这些质粒稳定转染后的表达量和嵌合表达差异。结果发现,UCOE与含增强子元件的oct4启动子组合能较稳定高效表达,而MAR与含CpG岛的sox2启动子组合能较稳定高效表达。利用排除位置效应原因的嵌合表达对染色质高级结构调控基因表达的稳定性分析表明：(1) 通常情况下UCOE比MAR调节的表达载体的表达更高效和更稳定;UCOE连接含CpG岛的启动子形成开放染色质调节的高表达更稳定;(2) MAR与启动子上TATA盒或增强子可能通过染色质环产生高表达,但相对不稳定。结论：染色质调节元件UCOE和MAR与启动子调控元件之间能通过染色质开放状态或染色质环调控基因稳定表达。     

真核生物染色质隔离子

真核生物的基因组较原核生物复杂 ,其基因包含在染色质中 ,基因的表达调控十分精细 .真核生物的染色体由一系列结构与功能独立的单元组成 ,各个单元的基因表达情况各不相同 .各单元间的结构称为边界元件 ,它使一侧的基因免受另一侧调控元件的影响 .这就是限定染色质转录功能区的染色质隔离子 (ｃｈｒｏｍａｔｉｎｉｎｓｕｌａｔｏｒ) .染色质隔离子是顺式作用的ＤＮＡ序列 ,它参与更高层次上的基因表达调控 .1　染色质隔离子的发现及生物学功能　　早在 1985年 ,人们就在果蝇的染色体 87Ａ7的两侧发现了ｓｃｓ和ｓｃｓ′ .Ｋｅｌｌｕｍ等作…     

Dynamics of Chromatin and Transcription during Transient Depletion of the RSC Chromatin Remodeling Complex

1. Download high-res image (245KB)
2. Download full-size image

     

Chromatin domain boundaries： insulators and beyond

The eukaryotic genome is organized into functionally and structurally distinct domains, representing regulatory units for gene expression and chromosome behavior. DNA sequences that mark the border between adjacent domains are the insulators or boundary elements, which are required in maintenance of the function of different domains. Some insulators need others enable to play insulation activity. Chromatin domains are defined by distinct sets of post-translationally modified histones. Recent studies show that these histone modifications are also involved in establishment of sharp chromatin boundaries in order to prevent the spreading of distinct domains. Additionally, in some loci, the high-order chromatin structures for long-range looping interactions also have boundary activities, suggesting a correlation between insulators and chromatin loop domains. In this review, we will discuss recent progress in the field of chromatin domain boundaries.     

染色质重塑和高等植物开花时间控制

染色质的结构和组成直接影响转录因子与基因启动子的结合,并最终导致基因的活化或沉默。多年来在酵母和动物等领域的研究已经证实,起关键调节作用的转录因子表达模式的建立和维持需要染色质重塑。外界和细胞内部信号介导的染色质重塑调控基因的表达,并最终调控细胞的分化和生物个体的发育。近几年人们发现高等植物也存在与动物和酵母同源的参与染色质重塑的蛋白质因子。最近的研究结果表明,决定高等植物开花时间关键基因的表达调控就是通过外界信号影响其染色质结构实现的。     

Microtubules control nuclear shape and gene expression during early stages of hematopoietic differentiation

Hematopoietic stem and progenitor cells (HSPC) can differentiate into all hematopoietic lineages to support hematopoiesis. Cells from the myeloid and lymphoid lineages fulfill distinct functions with specific shapes and intra‐cellular architectures. The role of cytokines in the regulation of HSPC differentiation has been intensively studied but our understanding of the potential contribution of inner cell architecture is relatively poor. Here, we show that large invaginations are generated by microtubule constraints on the swelling nucleus of human HSPC during early commitment toward the myeloid lineage. These invaginations are associated with a local reduction of lamin B density, local loss of heterochromatin H3K9me3 and H3K27me3 marks, and changes in expression of specific hematopoietic genes. This establishes the role of microtubules in defining the unique lobulated nuclear shape observed in myeloid progenitor cells and suggests that this shape is important to establish the gene expression profile specific to this hematopoietic lineage. It opens new perspectives on the implications of microtubule‐generated forces, in the early commitment to the myeloid lineage.     

依赖ATP的染色质物理修饰

染色质重塑是基因表达调控过程中一个非常重要的环节 .染色质重塑主要包括 2种类型 :一种是依赖ATP的物理修饰 ,另一种是依赖共价结合反应的化学修饰 .依赖ATP的物理修饰主要是利用ATP水解释放的能量 ,使DNA超螺旋旋矩和旋相发生变化 ,使转录因子更易接近并结合核小体DNA ,从而调控基因的转录过程     

ATP依赖的染色质改构复合物及其作用机制

染色质高度紧密的折叠阻止了转录因子和辅因子与DNA的结合, 因而通过染色质重塑以解除这样的抑制环境, 对于转录活动的正常进行是至关重要的。目前认为, 染色质重塑至少是通过两种机制来完成的, 一种是通过ATP依赖的染色质改构复合物, 另一种是通过对组蛋白尾部进行共价修饰的组蛋白修饰酶复合物。文章结合近年来的研究进展, 对前者进行染色质重塑的机制及两者在基因转录调控过程中如何相互协作等进行了论述。