水稻ASH1家族組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的功能研究.pdf

1、目錄綜述，，、，……1一10一、表觀遺傳學(xué)概述……卜4二、組蛋白甲基化……4一7三、植物組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的研究進(jìn)展……7一10水稻ASHI家族組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶的功能研究1摘要……n2材料與方法一3結(jié)果4討論12一3031一50參考文獻(xiàn)致謝……52一55究DNA甲基轉(zhuǎn)移酶在生物發(fā)育和繁殖過程中所起的作用提供了可能。研究表明組蛋白修飾可介導(dǎo)DNA的甲基化。鏈抱霉(左~ssa)和擬南芥中DNA甲基化依賴于組蛋白H3賴氨酸的甲基化。DIM一5蛋

2、白是鏈抱霉H3Kg特異性的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶。在dim一5的突變體中，爪crassa生長不正常，喪失了全部DNA的甲基化。擬南芥KYP蛋白編碼一個(gè)含有SET結(jié)構(gòu)，H3Kg底物特異的組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶，KYP的突變體CNG區(qū)域的DNA甲基化水平降低。研究表明DNA甲基轉(zhuǎn)移酶CMT3的Chrom。結(jié)構(gòu)域能與K9和K27同時(shí)被甲基化的組蛋白H3的N一端結(jié)合，提示了H3Kg和H3K27甲基化可誘導(dǎo)CpNpG的甲基化「4〕。在動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象

3、，兩個(gè)H3Kg甲基化酶缺失導(dǎo)致異染色質(zhì)區(qū)重復(fù)序列處CpG甲基化水平下調(diào)仁53。H3K27特異性甲基轉(zhuǎn)移酶EZHZ缺失造成EZHZ目標(biāo)啟動(dòng)子處CpG甲基化喪失。也有一些證據(jù)暗示RNAi也可能參與DNA甲基化的啟動(dòng)過程L6」。DNA的甲基化是可去除的。DNA的甲基化可以消極去甲基化和積極去甲基化的兩種方式去除。消極去甲基化不需相應(yīng)的去甲基化酶參與，DNA甲基化在DNA復(fù)制過程中不斷丟失。積極去甲基化可在非復(fù)制細(xì)胞中進(jìn)行，需相應(yīng)的酶介導(dǎo)。早期

4、的動(dòng)物研究表明:參與DNA剪切修復(fù)的DNA糖基化酶(DNAglycosylase)可介導(dǎo)DNA積極去甲基化〔7」。隨后對擬南芥兩個(gè)具有DNA糖基化酶結(jié)構(gòu)域的Demeter(DME)和R即reSS。fSilenCing(ROSI)蛋白的研究進(jìn)一步證實(shí)了DNA糖基化酶介導(dǎo)DNA積極去甲基化的觀點(diǎn)。DNA的甲基化影響基因的轉(zhuǎn)錄。許多轉(zhuǎn)錄因子能結(jié)合CpG重復(fù)序列，甲基化可抑制部分該類轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合〔8」，小鼠的H19工gfZ座位的印跡是一個(gè)典型

5、的例子。在小鼠母系來源的工gfZ基因啟動(dòng)子和其下游增強(qiáng)子之間有一非甲基化的CpG重復(fù)序列區(qū)，CTCF蛋自通過結(jié)合該CpG重復(fù)序列區(qū)阻遏下游的增強(qiáng)子激活工gfZ基因的表達(dá)。l(lJ父系來源的工gfZ基因啟動(dòng)子和其下游增強(qiáng)子之間的CpG重復(fù)序列區(qū)被甲基化，CTCF蛋白不能結(jié)合被甲基化CPG重復(fù)序列，其下游的增強(qiáng)子激活工gfZ基因的表達(dá)〔9〕。甲基化的CpG(5一mCpG)也可成為一些蛋白的結(jié)合位點(diǎn)。第一個(gè)被純化和克隆的5一mCpG結(jié)合蛋白M

6、eCPZ，具有一個(gè)結(jié)合5一mCpG的結(jié)構(gòu)域被命名MBD(Methyl一CG一BingDomain)結(jié)構(gòu)域。在擬南芥、哺乳動(dòng)物、果蠅和線蟲中分別具有12、11、5、2個(gè)含MBD的蛋白〔10]。研究表明動(dòng)物中三個(gè)MBD蛋白:MBDI，MBDZ，和MeCPZ二J‘介導(dǎo)DNA甲基化引起的轉(zhuǎn)錄抑制。MBDI可招募組蛋自賴氨酸甲基化酶SETDBI，對結(jié)合區(qū)域進(jìn)行組蛋自H3Kg的甲基化，MeCPZ和MBDZ可分別招募Sin3A組蛋白去乙酞化酶復(fù)合體和