利用免疫荧光标记研究磷酸化组蛋白H3在乳腺癌细胞中的分布

在时间上与细胞周期相关并且在功能上又与染色质凝集偶联的一类组蛋白翻译后修饰就是组蛋白H3磷酸化。运用一个针对H3 Ser10磷酸化的特异性抗体 ,通过SDS PAGE、免疫印迹和免疫荧光标记检测了磷酸化H3在MCF 7细胞周期中的分布。共聚焦显微结果显示 :H3磷酸化在早前期细胞核膜附近以斑点状起始 ,之后扩展到整个凝集的染色质上 ,然后在早中期达到最高水平。H3去磷酸化开始于有丝分裂后期 ,很快在末期完成 ,而此时末期细胞凝集的染色质并未完全解凝集。H3磷酸化与染色质初期凝集之间存在着精确的时间和空间上的相关性。另外 ,对H3磷酸化可能的作用进行了讨论。     

磷酸化组蛋白H3在小麦有丝分裂与减数分裂中的分布

在细胞周期中 ,与染色质凝集偶联的一类组蛋白修饰是组蛋白H3的磷酸化。运用H3_Ser 10磷酸化的特异性抗体 ,通过间接免疫荧光标记检测了磷酸化组蛋白H3在小麦 (TriticumaestivumL .)有丝分裂与减数分裂细胞中的分布。有丝分裂时 ,H3磷酸化起始于早前期 ,消失于末期 ,在中期与后期 ,H3磷酸化主要分布在着丝粒两侧的异染色质区。减数分裂时 ,H3磷酸化起始于细线期向偶线期转换时 ,并且从前期Ⅰ到后期Ⅰ保持均一分布于整个染色体上 ,直到末期Ⅰ消失 ,而中期Ⅱ与后期Ⅱ在着丝粒两侧的异染色质区的信号略强于染色体臂 ,直至消失于末期Ⅱ。磷酸化组蛋白H3在两类细胞分裂中的不同分布暗示这种保守的翻译后修饰可能发挥着除参与染色体凝集外的更复杂的作用。     

磷酸化组蛋白H3在小麦有丝分裂与减数分裂中的分布

在细胞周期中, 与染色质凝集偶联的一类组蛋白修饰是组蛋白H3的磷酸化.运用H3-Ser 10磷酸化的特异性抗体,通过间接免疫荧光标记检测了磷酸化组蛋白H3在小麦(Triticum aestivum L.)有丝分裂与减数分裂细胞中的分布.有丝分裂时,H3磷酸化起始于早前期,消失于末期,在中期与后期,H3磷酸化主要分布在着丝粒两侧的异染色质区.减数分裂时,H3磷酸化起始于细线期向偶线期转换时,并且从前期Ⅰ到后期Ⅰ保持均一分布于整个染色体上,直到末期Ⅰ消失,而中期Ⅱ与后期Ⅱ在着丝粒两侧的异染色质区的信号略强于染色体臂,直至消失于末期Ⅱ.磷酸化组蛋白H3在两类细胞分裂中的不同分布暗示这种保守的翻译后修饰可能发挥着除参与染色体凝集外的更复杂的作用.     

组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Sf9细胞有丝分裂中的动态分布

【目的】探讨表观遗传标记组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞系细胞有丝分裂中的功能。【方法】序列比对分析组蛋白H3保守性。通过固相法合成特定位点磷酸化修饰的一段组蛋白H3的肽段【RK(p S)TGGKAPRKQLC】进行抗体制备;培养Sf9细胞,通过细胞爬片制备有丝分裂的片子,统计不同时期的细胞数目;以免疫荧光标记检测组蛋白H3Ser10磷酸化抗体在不同时期的定位特点。【结果】序列比对分析发现组蛋白H3第1-60位氨基酸在大多数物种中高度保守。在草地贪夜蛾Sf9细胞中,组蛋白H3Ser10磷酸化发生在早前期细胞的核膜附近,成点状分布;随着细胞周期的进行,早中期达到最高水平,在整条染色体上集中分布。有丝分裂后期开始去磷酸化,并于末期完成去磷酸化。【结论】组蛋白H3Ser10磷酸化与Sf9细胞有丝分裂中染色质的凝缩相关。     

Thr11磷酸化组蛋白H3在MCF-7细胞有丝分裂中的动态分布

组蛋白H3在氨基末端Ser10、Ser28、Thr11和Thr3等氨基酸残基的磷酸化修饰是一类在时间上和空间上与细胞有丝分裂相关的翻译后修饰事件。为了研究Thr11位点磷酸化作用的功能,利用SDS-PAGE、Western Blot、间接免疫荧光标记技术和激光共聚焦显微技术检测分析了人乳腺癌细胞(MCF-7)中Thr11磷酸化组蛋白H3在有丝分裂过程中的动态分布,以研究其在有丝分裂过程中的功能。结果显示:在MCF-7细胞中,组蛋白H3 Thr11的磷酸化发生在早前期细胞染色体的着丝粒处,成点状分布,继而在早中期达到最高水平,并以点状集中在赤道板上,在有丝分裂后期开始脱磷酸化,并于末期完成脱磷酸化。事实表明,H3 Thr11的磷酸化与细胞有丝分裂过程存在着时间和空间上的相关性。Thr11磷酸化H3只存在于着丝粒表明它可能参与有丝分裂期间功能性动原体的组成。这与Ser10磷酸化H3的分布及可能的功能截然相反。     

组蛋白H3Ser10磷酸化在家蚕精母细胞减数分裂中的动态分布

【目的】探究组蛋白H3Ser10磷酸化(H3Ser10ph)在家蚕Bombyx mori精母细胞减数分裂中的功能。【方法】解剖并分离家蚕4龄幼虫至蛹期精巢组织,通过丙烯酰胺凝胶包埋制备处于减数分裂不同时期的精巢组织玻片,以免疫荧光标记检测H3Ser10ph抗体在精母细胞减数分裂不同时期的定位特点。【结果】在家蚕有核精子精母细胞减数分裂过程中,组蛋白H3Ser10的磷酸化发生在粗线期染色体的特定位置,双线期H3Ser10ph信号逐渐减弱,至终变期时在染色体上完全检测不到磷酸化信号。随着细胞周期的进行,磷酸化信号又开始逐渐增强,减数第一次分裂中期时达到最高水平。当细胞进入减数第二次分裂前中期时,染色体臂上的H3Ser10ph信号消失,在靠近纺锤体微管的分裂面处有弥散的H3Ser10ph抗体的信号,减数第二次分裂末期,仅剩余非常微弱的H3Ser10ph信号残留于染色体的特定位置。在无核精子精母细胞减数分裂过程中,在中期I至末期I一直在染色体上有较均一的3Ser10ph信号,后期I时纺锤丝微管与赤道面平行。【结论】组蛋白H3Ser10磷酸化与家蚕有核精子和无核精子精母细胞减数分裂中染色质的动态变化相关。     

细胞分裂过程中的组蛋白H3磷酸化

组蛋白是染色质中主要的蛋白质组分,经过复杂的翻译后修饰,主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和ADP-核糖基化后,会改变染色质的结构及功能特性。组蛋白H3的磷酸化是高度保守的,发生在有丝分裂和减数分裂中特定的时期和染色体部位。在真核生物的不同物种中,组蛋白的磷酸化在染色体上的分布和起始时期是不同的,但常在中期磷酸化水平达到最高。在有丝分裂或减数分裂将结束的时候,H3普遍发生去磷酸化现象。不同组蛋白的共价修饰有不同的表观遗传学效应。     

组蛋白H3Thr3磷酸化在Sf9细胞有丝分裂中的动态定位

【目的】研究组蛋白H3Thr3磷酸化这一表观标记在Sf9细胞有丝分裂中的功能。【方法】通过固相法合成一段包含组蛋白H3第1-9位氨基酸的肽段[ARTKQTARKC],将第3位苏氨酸进行磷酸化修饰(P-Pep 226555)或者不修饰(NP-Pep 080472)后制备抗体,Western blot检测抗体的特异性。培养Sf9细胞,通过爬片制备细胞处于有丝分裂不同时期的玻片,以免疫荧光标记检测磷酸化H3Thr3(H3Thr3ph)抗体在Sf9细胞有丝分裂不同时期的定位特点。【结果】在Sf9细胞中,组蛋白H3Thr3的磷酸化发生在前期细胞染色体的特定位置;随着细胞周期的进行,磷酸化信号逐渐增强,中期达到最高水平,有丝分裂后期在形成子细胞的赤道板处均匀分布,末期仅在赤道板特定位置残留微弱的磷酸化信号。【结论】H3Thr3的磷酸化与Sf9细胞胞质有丝分裂相关。     

组蛋白修饰与基因调控

基因表达是一个受多因素调控的复杂过程,组蛋白是染色体基本结构－核小体中的重要组成部分,其N－末端氨基酸残基可发生乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、多聚ADP糖基化等多种共价修饰作用,组蛋白的修饰可通过影响组蛋白与DNA双链的亲性,从而改变染色质的疏松或凝集状态,或通过影响其它转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用,组蛋白修饰对基因表达的调控有类似DNA遗传密码的调控作用。     

芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成机制

芽殖酵母(Saccharomyces cerevisiae)和裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)是用来研究异染色质形成、细胞周期、DNA复制等重要细胞功能的理想单细胞真核生物.本文主要介绍这2种酵母中异染色质形成的机制.异染色质是一种抑制基因转录和DNA重组的特殊染色质结构.尽管在芽殖酵母和裂殖酵母中异染色质形成都需要组蛋白修饰,但异染色质建立的机制不同.在芽殖酵母中参与异染色质形成的主要蛋白是Sir1-4蛋白（其中Sir2为组蛋白H3去乙酰化酶）,而组蛋白H3赖氨酸9甲基化酶Clr4和异染色质蛋白Swi6在裂殖酵母异染色质形成中起关键的作用.在这两个酵母中,参与异染色质形成的组蛋白修饰蛋白由DNA结合蛋白招募到异染色质.此外,裂殖酵母也利用RNA干扰系统招募组蛋白修饰蛋白.     

小鼠Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白的研究——Ⅰ.正常小鼠肝和Hep.A腹水肝癌染色质磷酸化非组蛋白的比较

研究了Hep.A腹水肝癌染色质磷酸化非组蛋白的变化。Hep.A肝癌染色质非组蛋白,磷酸化非组蛋白的含量以及非组蛋白被磷酸化的比例都较正常小鼠肝增加,分别达到正常肝的2.2,4.4和2.0倍。非组蛋白含磷量也增加,达到正常肝的1.36倍。结果表明Hep.A肝癌染色质非组蛋白磷酸化比例增加。但单位重量非组蛋白及磷酸化非组蛋白所含磷酸基团反而下降,仅分别为正常肝的65%和32%。Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白的SDS-凝胶电泳图谱显示分子量为69,000道尔顿的蛋白部份明显增加,此外还有一正常细胞缺乏的分子量为47,000道尔顿的蛋白部份出现。等电聚焦电泳表明等电点偏低的蛋白部份增加。氨基酸组成分析证明两种细胞磷酸基团的接受体基本相同。实验结果表明Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白与正常小鼠肝有质与量的差别。     

小鼠Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白的研究——Ⅰ.正常小鼠肝和Hep.A腹水肝癌染色质磷酸化非组蛋白的比较

研究了Hep.A腹水肝癌染色质磷酸化非组蛋白的变化。Hep.A肝癌染色质非组蛋白,磷酸化非组蛋白的含量以及非组蛋白被磷酸化的比例都较正常小鼠肝增加,分别达到正常肝的2.2,4.4和2.0倍。非组蛋白含磷量也增加,达到正常肝的1.36倍。结果表明HeP.A肝癌染色质非组蛋白磷酸化比例增加。但单位重量非组蛋白及磷酸化非组蛋白所含磷酸基团反而下降,仅分别为正常肝的65%和32%。Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白的SDS-凝胶电泳图谱显示分子量为69,000道尔顿的蛋白部份明显增加,此外还有一正常细胞缺乏的分子量为47,000道尔顿的蛋白部份出现。等电聚焦电泳表明等电点偏低的蛋白部份增加。氨基酸组成分析证明两种细胞磷酸基团的接受体基本相同。实验结果表明Hep.A肝癌染色质磷酸化非组蛋白与正常小鼠肝有质与量的差别。     

H2A-H2B类型组蛋白及其伴侣蛋白的研究进展

染色质是真核细胞中遗传物质DNA的载体,染色质结构动态变化与DNA复制、转录、重组、修复等重要生物学事件密切相关.组蛋白是染色质结构的基本组成元件之一,组蛋白变体和组蛋白修饰是两类基本的染色质结构调控因子.在构成核小体的四种核心组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)当中,H2A拥有最多的变体类型并在染色质结构调控中发挥重要作用.H2A组蛋白伴侣对H2A组蛋白及其变体的特异识别对于后者的折叠、修饰、传递、转运、组装、移除等生物学功能至关重要.本文着重探讨了组蛋白伴侣特异识别H2A组蛋白的分子机理,二者调控染色质结构的作用机制以及相应的生物学意义.     

综述: H2A-H2B类型组蛋白及其伴侣蛋白的研究进展

染色质是真核细胞中遗传物质DNA的载体,染色质结构动态变化与DNA复制、转录、重组、修复等重要生物学事件密切相关.组蛋白是染色质结构的基本组成元件之一,组蛋白变体和组蛋白修饰是两类基本的染色质结构调控因子.在构成核小体的四种核心组蛋白(H2A、H2B、H3、H4)当中,H2A拥有最多的变体类型并在染色质结构调控中发挥重要作用.H2A组蛋白伴侣对H2A组蛋白及其变体的特异识别对于后者的折叠、修饰、传递、转运、组装、移除等生物学功能至关重要.本文着重探讨了组蛋白伴侣特异识别H2A组蛋白的分子机理,二者调控染色质结构的作用机制以及相应的生物学意义.     

组蛋白甲基化修饰与早期胚胎发育及相关疾病的研究进展

早期胚胎发育受到表观遗传的多重级联调控.组蛋白修饰是表观遗传调控的重要组成部分,组蛋白翻译后修饰通过影响组蛋白与DNA结合的紧密程度,调控染色质状态与基因表达,参与了胚胎发育及相关疾病发生的过程.在早期胚胎发育过程中,组蛋白甲基化修饰H3K4me3, H3K27me3与H3K9me3通过协调染色质的开放与关闭参与调控发育相关基因的表达,沉默逆转录转座子以及参与经典与非经典的印记调控.早期胚胎阶段作为表观遗传重编程的关键时间窗口,在此阶段组蛋白修饰酶的表达与组蛋白修饰容易受到不良环境的影响,导致胚胎期及子代多种疾病的发生.本文详细地对组蛋白H3K4me3, H3K27me3, H3K9me3修饰在早期胚胎发育与疾病发生中的作用与功能进行了综述,为今后表观遗传学在早期胚胎发育相关疾病的干预治疗提供理论基础.     

8-氯腺苷诱导的组蛋白H3K79双甲基化促进NBS1和p21的基因转录激活

组蛋白H3第79位赖氨酸甲基化（H3K79me）修饰有单甲基、双甲基及三甲基3种形式,是常染色质的标志.然而,对于组蛋白H3K79三种甲基化各自在基因转录、DNA损伤修复中所起的作用尚不十分清楚.本研究以8-氯腺苷（8-Cl-Ado）为DNA双链断裂（DNA double-stranded breaks,DSB）诱导剂,采用Western 印迹,在人肺癌细胞H1299检测出了DNA修复分子NBS1、细胞周期检验点相关分子p21,并发现H3K79me1、H3K79me2和H3K79me3三种甲基化修饰的组蛋白明显增加;染色质免疫共沉淀结合实时定量PCR实验显示,只H3K79me2与DNA损伤检验点分子p21、DNA修复分子NBS1的启动子区域相结合,说明H3K79双甲基化修饰与这些基因的转录激活有关.结果提示,在8-氯腺苷引起 DSB时,是H3K79me2、而不是H3K79me1和H3K79me3参与NBS1和p21基因转录激活时的染色质重塑.8-氯腺苷诱导H3K79双甲基化增强、促进H3K79me2所在染色质区域的NBS1和p21基因转录激活可能是8-Cl-Ado抑制肿瘤细胞生长作用机制之一.     

组蛋白磷酸化修饰与精子发生

组蛋白磷酸化是组蛋白氨基酸残基的磷酸化修饰,是一类重要的翻译后修饰,与有丝分裂和减数分裂的染色质压缩、染色质功能调节、转录的激活与抑制、DNA损伤修复以及物质代谢等多种机制相关。文章对国内外近10年多种代表性生物精子发生(孢子形成)的相关文献进行总结,论述了组蛋白磷酸化在精子发生中调控蛋白质作用因子的结合位点、调控减数分裂过程中的DNA复制与重组、保障正确的染色质重塑、对减数分裂后的成熟精子核的完全包装等重要功能。这些发现加深了人们对于组蛋白及其翻译后修饰在精子发生及分化中作用的理解。     

蛋白激酶MSK在表观遗传学调控中的作用及其生物学意义

丝裂原和应激激活的蛋白激酶(MSK)是一类核内丝/苏氨酸蛋白激酶,参与丝裂原激活蛋白激酶(MAPK)信号通路介导的下游基因转录调控和表观遗传学调控.首先,MSK是MAPK通路的下游媒介分子.在丝裂原或应激刺激下,p38或ERK激酶通过级联磷酸化激活MSK蛋白.然后,活化的MSK介导转录因子磷酸化活化和组蛋白H3的10位丝氨酸磷酸化.MSK介导的组蛋白H3磷酸化,可引发组蛋白乙酰化和甲基化修饰的动态变化,相互协同或拮抗,开放染色质结构,利于诱导型基因的表达.除组蛋白H3外,MSK直接磷酸化的下游底物还包括CREB、NF-κB等转录因子以及多个非转录相关蛋白.因此,MSK能在多层次调控基因表达和细胞功能,广泛参与肿瘤转化、炎症反应、神经突触可塑性以及心肌肥大等生物学事件.本文将简要介绍MSK蛋白的研究进展,探讨其在转录调控、表观遗传学修饰等生物学事件中的作用.     

新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰调控的基因转录及疾病

染色质是人类遗传信息的载体，位于染色质上的基因在不同的时空条件下的精准表达调控与DNA的可接触性和染色质相关复合物的密切关联。组蛋白是染色质的重要组成成份，组蛋白上的多种化学修饰，例如乙酰化、甲基化和磷酸化等构成组蛋白密码，实时调控染色质的开放程度及转录调节复合物与染色质的结合，导致基因转录的激活或抑制。随着高分辨率质谱和专一性化学修饰抗体制备技术的提高，一系列新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰，例如巴豆酰化、乳酸酰化和琥珀酰化等被发现，进一步扩展了组蛋白密码的多样性，显著增加了组蛋白密码调控基因转录的复杂性。本文着重概述了新近发现的赖氨酸巴豆酰化、乳酸酰化、琥珀酰化、异丁酰化、甲基丙烯酰化和异烟酰化等新型组蛋白赖氨酸酰基化修饰的书写、阅读及擦除的动态调控分子机制，总结了这些组蛋白酰基化修饰在基因表达中的功能及调控机制，阐述了新型组蛋白酰基化修饰与人类疾病的关联，提出新型组蛋白酰基化修饰研究面临的挑战和未来研究的方向。     

组蛋白甲基转移酶G9a在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白甲基转移酶G9a(又称作常染色质组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(euchromatic histone-lysine N-methyltransferase 2,EHMT2))含经典的SET结构域,是常染色质主要的甲基转移酶之一,可以甲基化组蛋白H3K9、H3K27和H1bK26等。此外,G9a也可以直接甲基化一些非组蛋白,并与DNA甲基化密切相关。G9a功能紊乱可以导致胚胎发育异常、免疫系统及神经系统发育障碍、甚至癌症的发生发展。