大鼠衰老过程中肝细胞核及染色质的体外转录活性

用同位素掺入法研究不同年龄大鼠的肝细胞核及染色质体外转录活性,所得结果表明:(1)老年大鼠肝细胞核的转录起始能力较断乳鼠及青年鼠分别下降68％及56％。(2)大鼠肝细胞核内与染色质结合的RNA聚合酶所致的转录活性随增龄呈近似线性下降,而不与染色质结合的RNA聚合酶所致的转录活性随增龄则无变化。(3)老年大鼠肝染色质体外转录活性较断乳鼠及青年鼠分别下降52％及35％。这些结果提示。老年大鼠肝染色质功能的改变可能是转录活性改变的主要原因。     

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。     

以模板活性染色质转移家蚕基因的研究

一定的组织中仅仅转录一定的基因,组织中那些进行转录的染色质区域称为模板活性染色质.因此,只要选择一定的组织提取模板活性染色质,就可获得预期的基因.我们从红茧蚕(沔阳红带P_k基因)五龄幼虫的丝腺组织中提取模板活性染色质,用显微注射技术转移到黄茧蚕(巴陵黄)的受精卵中,观察到了能结红茧的变异体并已传至F₃代;说明P_k基因被成功地转移并能传递给子代.另外,以普通褐卵(苏春)的活性染色质注射到白卵(沄纹皮斑)受精卵中,也得到了黑卵变异.利用分离模板活性染色质来转移预期基因的技术,可能为真核生物的基因转移提供一个新的途径.     

γ-射线对大鼠小肠粘膜上皮细胞RNA合成的影响及其机理的研究

本文观察了15戈瑞γ-射线全身照射后,大鼠小肠粘膜上皮细胞核体外转录活性,从染色质结合的RNA聚合酶和可溶性RNA聚合酶活性变化探讨辐射对核转录活性的抑制机理。实验结果表明:(1)照后2小时、8小时和24小时,核转录活性分别下降22.7％、20.8％和28.2％;(2)染色质结合的RNA聚合酶活性变化与细胞核转录活性变化基本平行,提示核转录活性降低与核内染色质损伤有关;(3)照后24小时,核分离的可溶性RNA聚合酶抑制58％,提示辐射至少部分是通过抑制RNA聚合酶而影响细胞核转录活性;(4)在细胞核和分离的RNA聚合酶都观察到RNA聚合酶Ⅱ抑制程度大于RNA聚合酶Ⅰ和酶Ⅲ,酶活性下降主要表现在RNA聚合酶Ⅱ提示不同类RNA聚合酶对辐射的敏感性不同,酶Ⅱ对辐射更敏感。     

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。     

染色质重塑因子在植物发育过程的功能

染色质重塑复合体(chromatin remodeling complexes)通过具有ATPase活性的亚基水解ATP释放能量,通过改变核小体"构象"(包括核小体重定位、核小体滑动和核小体替换等)而改变DNA的"可及性"(accessibility),进而影响特定的生理、生化过程。染色质重塑复合体最早在酵母中发现,生化分析表明其至少含有13个亚基。目前植物染色质重塑复合体的组成还未完全解析,但通过对其酵母同源亚基(染色质重塑因子)的研究可从侧面探究植物染色质重塑复合体的功能。同时,还着重讨论了近年来在植物染色质重塑因子研究上取得的结果,以期为植物染色质重塑的作用机制提供启示。     

染色质乙酰化相关BRD蛋白家族

Bromodomain结构域首先在果蝇蛋白质Brahma中发现,折叠模式独特且高度保守,是最早也是截至目前公认唯一可与乙酰化赖氨酸结合的结构域。BRD蛋白通过结合不同的蛋白质或者定位蛋白质到细胞核发挥精细调节作用。BRD蛋白复合物常特异性识别并结合到染色质组蛋白H3/H4特定的乙酰化赖氨酸残基,从而影响靶基因的转录翻译;该蛋白复合物功能异常通常与多种疾病的发生相关联,表明对转录翻译调节有重要意义。但迄今为止,BRD蛋白复合物修饰染色质机理不明,现有研究提示BRD蛋白复合物维持染色质乙酰化状态,也可以与染色质组蛋白其它位点结合,从整体水平增强组蛋白乙酰化精度和效率。     

真核基因转录与转录调节相关复合物

真核细胞核中转录因子与染色质模板如何相互作用调节基因转录是基因表达调控研究的一个中心问题.近来的研究表明,参与基因转录的各种调节因子在核内形成多种复合物,如RNA聚合酶Ⅱ全酶、染色质重塑复合物、核小体以及增强小体等.这些复合物之间相互作用,调节染色质结构,在染色质模板上进一步组装成转录复合物,参与转录调节的各个环节,调节转录复合物活性.这些复合物的形成,整合了转录调节的各种信息,提高了转录调节效率,是真核基因有效、严格、有序表达的基础.另一方面,这些复合物的存在给基因表达调控的研究提出了新问题,发展新的研究思路和新的研究技术具有重要意义.     

染色质三维结构重建及其生物学意义

真核生物的基因组在细胞核中以染色质的形式存在,染色质的功能与它的三维结构紧密相关,例如,基因组的复制、转录、调控、DNA突变、长链非编码RNA的传播和胚胎发育等生物功能都是在细胞核的三维空间中完成的.随着染色体构象捕获及其衍生技术与高通量测序技术的结合,产生了大量的染色质交互作用数据.根据这些染色质交互作用数据,研究人员已经提出很多种方法来重建染色质的三维结构.这些方法有助于在不同分辨率下系统地研究染色质的三维结构,为更好地了解染色质的调控功能提供了结构依据.本文总结了近期染色质三维结构建模方法的进展,并探讨了其在研究染色质生物学功能方面的应用.     

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) 。     

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。     

γ-射线对哺乳动物细胞核DNA转录活性的影响及其机理研究

DNA是辐射损伤的靶分子。但是,就真核细胞说来,DNA分子是以同核内蛋白质(组蛋白、非组蛋白)结合成核蛋白复合物存在于细胞核中。因此,重视辐射对整个真核基因组效应的研究,已成为当前国际放射生物学研究的重要课题。据此,我们观察了辐射对实验大鼠细胞核DNA转录活性的影响,从染色质DNA模板效率和DNA指导的RNA聚合酶催化RNA合     

综述: 表观遗传之染色质重塑

真核细胞中的染色质重塑因子种类繁多,多数以蛋白多聚体的形式存在于细胞中．不同的染色质重塑因子在特定时间定位于特定的核小体上,通过改变染色质结构,影响基因转录活性,进而确保细胞内各种生物学过程的正确运行．另外,染色质重塑因子根据所含功能结构域的不同,大致分为SWI/SNF、ISWI、CHD和INO80四大家族,不同的染色质重塑因子之间既有蛋白质结构和酶活性的相似性,各自又有其特异性．本综述的宗旨在于全面概括和总结染色质重塑因子的分类、结构特点以及其在细胞内的生物学功能,为深入研究染色质重塑因子的生物学功能,尤其是在发育和疾病发生中的作用机制提供理论基础．     

γ线全身照射对大鼠肝癌细胞核RNA合成的影响及其机制的研究

作者观察了8Gy γ线全身照射正常和DEN诱发的肝癌大鼠其肝(癌)细胞核RNA合成的辐射生物效应,发现:<1>正常大鼠在受照射后4h出现一过性的RNA合成增高期,而后表现为抑制,出现双相效应;而肝癌大鼠在受照后4和18h均表现为強烈抑制;<2>在抑制了内源性染色质模板后,转录外源模板的游离型RNA聚合酶出现与染色质结合型酶相似的辐射效应,提示射线可直接影响RNA聚合酶;<3>在照射后4和18h,RNA聚合酶Ⅱ的活性变化率显著高于酶Ⅰ,提示酶Ⅱ及其复合体成分对射线更敏感;<4>肝癌大鼠在受照射后其核RNA合成的抑制与转录活性RNA聚合酶分子数目的减少以及酶的催化效率(延长速度)减低有关,而正常大鼠则是通过不同的机制实现。     

核小体及染色质修饰的基因组分布模式和染色质状态

染色质是真核DNA的存在方式,可以通过影响DNA的可及性调节基因转录,其基本单元为核小体,系由约147 bp的DNA缠绕在组蛋白八联体上形成的结构,核小体之间以连接DNA相连．核小体组蛋白上能发生甲基化和乙酰化等化学修饰．核小体位置、DNA的甲基化和组蛋白的修饰等对染色质状态(常染色质或异染色质)及基因组之间的长程相互作用有重要影响．近年,基于高通量测序技术,核小体位置和染色质修饰在多种细胞中的基因组分布已被测定．结果显示,这些标记的分布模式具有位点特异、动态变化、相互偶联和高度复杂的特征．本文详细回顾并评述了核小体位置和染色质修饰的分布模式、对应生物学功能、修饰之间的关联、实验测定技术、染色质状态的计算分析等内容．该工作对于深入认识和理解染色质的表观遗传调节机制有重要意义．     

染色质重塑与肌肉分化

在真核生物中,基因组DNA是以染色质的状态存在和发挥作用的。目前的研究已经鉴定了多种可以调节染色质结构和功能的蛋白质和酶复合物,包括不依赖ATP的染色质修饰酶、依赖于ATP的染色质重塑复合物,以及募集DNA甲基化／去甲基化装置的核小体相关蛋白质复合物等。在骨骼肌分化过程中,MyoD家族和MEF2家族的转录因子起着重要作用。染色质修饰酶通过MyoD和MEF2介导的染色质重塑影响肌肉分化。     

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。     

X染色质

X染色质是X染色体在女性间期细胞核中的表现形式。自X染色质发现以来,人们对X染色质的认识不断深化。由于观察X染色质方法简便,在临床性剐鉴定和X染色体数量异常诊断方面发挥了重要作用。     

大鼠小肠粘膜上皮细胞体外转录系统

作者用改良的Bronstein法分离纯化大鼠小肠粘膜上皮细胞核,建立了粘膜上皮细胞核、染色质和RNA聚合酶体外转录系统,并对它们的转录活性和某些因素的影响进行了一些比较研究。实验结果提示肝素可提高细胞核、染色质的转录活性,抑制分离的可溶性RNA聚合酶活性。鹅膏蕈碱可抑制核和染色质转录活性。精胺在低浓度(＜10mmol／L)对RNA聚合酶有加强作用,而高浓度有抑制作用,表明上述系统适用于转录调控的研究。     

生肌素引起组蛋白H3和H4高度乙酰化及染色质溶解性增加

为研究生肌素在染色质重建过程中的作用 ,采用生肌素真核表达载体转染C2C12肌细胞 ,细胞核经微球菌核酸酶消化后 ,提取DNA进行SDS PAGE分析 .生肌素转染的细胞 ,其核小体 (染色质 )在Mg2 + 溶液中的溶解性明显增加 ,提示染色质组蛋白乙酰化程度提高 .组蛋白经TAU SDS(2 D)双相凝胶电泳分析 ,发现在转染生肌素真核表达载体 2 4h后 ,组蛋白H4的乙酰化修饰程度最高 .采用抗乙酰化组蛋白H3和H4抗体进行的Western印迹分析进一步证明了乙酰化的发生 .上述变化与染色质的活跃程度相关 .RT PCR结果显示 ,生肌素的靶基因烟碱样乙酰胆碱受体 (nAChR)α亚基和肌酸激酶 (MCK)基因在转染后表达水平提高 .结果提示 ,强制性表达外源性生肌素可引起肌细胞核染色质重建 ,进而激活靶基因