肉质相关基因TCAP启动子与转录因子MyoD结合的ChIP分析

为了检测肉质相关基因TCAP(Titin-cap,Telethonin)启动子与转录因子MyoD(Myogenic differentiation antigen)的体内结合情况,采用染色质免疫共沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)结合PCR技术分析TCAP启动子与转录因子MyoD的结合。结果表明,以MyoD抗体免疫沉淀的DNA片段为模板,PCR扩增获得了TCAP基因启动区121 bp的片段,实现了转录因子MyoD与TCAP启动子DNA序列结合。试验证实TCAP基因是MyoD调控的下游基因,在肌肉发育过程中发挥重要作用。

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值.

湖羊lncRNA-269的鉴定及转录调控分析

[目的]本文旨在研究湖羊长链非编码RNA-269(long no-coding RNA-269,lncRNA-269)序列特征、表达模式和转录调控,为后续开展lncRNA-269的功能研究提供理论基础。[方法]以湖羊为研究对象,采用5′/3′RACE结合PCR扩增方法获得其序列全长,利用RT-qPCR方法鉴定其在湖羊组织中的表达模式,并利用PCR方法扩增其启动子区,鉴定其启动子区特征,分析其转录调控情况。[结果]湖羊lncRNA-269全长3 146 bp,组织表达谱显示其在湖羊各组织中广泛表达,且在健康卵泡中显著高表达,其表达水平与NR5A1 mRNA水平和血清中雌二醇(E_(2))水平呈正相关。荧光素酶活性分析发现在lncRNA-269启动子区的-359~-17 nt有1个转录激活基序,在-1 485~-942 nt有1个转录抑制基序。JASPAR软件预测发现在lncRNA-269转录抑制启动子区域存在FOXO3、PDX1等转录因子结合位点,在转录激活区域有SMAD4、YY1等转录因子结合位点。过表达SMAD4可显著提升lncRNA-269启动子区荧光素酶活性,染色质免疫沉淀(ChIP)-PCR试验进一步确认了SMAD4特异性与lncRNA-269启动子区结合。[结论]湖羊lncRNA-269在健康卵泡中显著高表达,其启动子区存在一个转录激活区域和一个转录抑制区域,转录因子SMAD4可通过与lncRNA-269启动子区结合显著上调lncRNA-269的启动子活性。

全反式维甲酸调控K562细胞红系分化的表观遗传机制

全反式维甲酸(ATRA)是早幼粒细胞分化的有效诱导剂,其对红系分化过程的作用尚不完全清楚。为研究ATRA在红系分化进程中的作用及其表观遗传调控机制,本文以诱导白血病细胞K562向红系分化为模型,对ATRA干扰红系分化过程的调控机制进行研究。首先利用血红素(he-min)诱导K562细胞向红系分化;流式细胞术结果显示,ATRA影响细胞向红系分化过程中的谱系变化,阻滞细胞分化进程;ATRA处理分化中的细胞后,红系分化相关基因表达水平降低;而通过3C、FAIRE和ChIP技术对其中的表观遗传机制进行探究发现,ATRA处理细胞后,β-珠蛋白家族基因座位内的染色质可及性降低,LCR与其靶基因启动子之间的相互作用频率降低;而基因座位染色质可及性降低导致了红系相关转录因子GATA1、LDB1、LMO2和TAL1在LCR及珠蛋白家族基因座位的启动子区的富集频率降低。上述结果表明,ATRA处理分化中的细胞导致红系分化相关基因的染色质可及性降低,更加封闭的染色质结构阻碍了LCR招募转录因子与基因启动子区的结合,进而抑制β-珠蛋白家族基因表达,这种动态的变化过程阐明了ATRA调控红系分化的表观遗传机制。

核酸-蛋白质互作的生物化学研究方法

研究核酸-蛋白质的互作是揭示生命活动机理的基础,文章简要综述了用于研究核酸-蛋白质互作的各种生物化学方法。从体内、体外两个研究角度,针对核酸、蛋白以及复合物3个研究水平,概述了硝化纤维膜过滤实验、足迹法、EMSA、Southwestern杂交等经典分析方法的原理、发展和运用。还着重介绍了最近在表观遗传学领域中广泛运用的nChIP、xChIP等基本染色质免疫沉淀(ChIP)技术及其衍生出的ChIP-on-chip等方法。

小鼠胚胎心脏发育过程中组蛋白乙酰化酶亚型p300调控心脏特异转录因子的动态表达

目的:观察小鼠胚胎心脏发育过程中GATA4、Nkx2.5、MEF2C、Tbx5基因的动态表达和这些基因的启动子区域组蛋白H3乙酰化修饰状态的变化,以及组蛋白乙酰化酶亚型p300对这些基因启动子的直接调控作用,为进一步研究先天性心脏疾病的发生机制奠定基础。方法:选取胎龄(Embryoday,E)10.5d和16.5d小鼠正常胚胎心脏,用实时荧光定量PCR(RealTimePCR)的方法观察上述基因mRNA的动态表达;采用染色质免疫沉淀技术(Chromatin immunoprecipitation,ChIP),用ChIP级抗乙酰化H3和抗p300抗体免疫沉淀与其所结合的DNA,采用RealTimePCR扩增抗体所富集的上述基因启动子的DNA量,观察胚胎心脏发育过程中乙酰化组蛋白及组蛋白乙酰化酶亚型p300是否参与调控上述四种心脏特异转录因子的表达。结果:①胎龄E10.5d和E16.5d小鼠胚胎心脏的GATA4、Nkx2.5、MEF2C、Tbx5基因的mRNA表达水平都有明显差异(P<0.05),其中GATA4和MEF2C mRNA相对β-actin的表达水平,E10.5明显低于E16.5,而Nkx2.5和Tbx5mRNA相对表达水平,E10.5明显高于E16.5;并且ChIP结果显示这些基因启动子的乙酰化水平也随着时间而改变,但差异无统计学意义。②E10.5和E16.5胚胎小鼠心脏中,p300抗体均能免疫沉淀GATA4、Nkx2.5、MEF2C、Tbx5基因启动子,其沉淀的基因量在这两个小鼠心脏发育的关键时间点有所不同,但差异无统计学意义。结论:小鼠胚胎心脏发育过程中,心脏发育相关基因GATA4、Nkx2.5、MEF2C、Tbx5呈现动态表达,提示这些基因在心脏发育不同阶段具有重要作用。ChIP结果提示p300介导的组蛋白乙酰化修饰可能为调节这些基因动态表达的机制之一。

染色质免疫沉淀技术在研究DNA与蛋白质相互作用中的应用

在后基因组时代,DNA-蛋白质的相互作用是研究基因表达调控的一个重要领域。与其他方法相比,染色质免疫沉淀技术(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是一种在体内研究DNA-蛋白质相互作用的理想的方法。近年来这种方法与DNA芯片和分子克隆技术相结合,可用于高通量的筛选已知蛋白因子的未知DNA靶点和研究反式作用因子在整个基因组上的分布情况,这将有助于深入理解DNA-蛋白质相互作用的调控网络。总结了染色质免疫沉淀技术的方法,特别介绍了使用这些方法取得的最新进展。

染色质免疫沉淀试验中基因组DNA超声破碎条件优化策略

染色质免疫沉淀试验中对共价交联的基因组染色质进行超声处理以获得适当大小的DNA片段是ChIPSeq和ChIP-chip成功的前提。影响基因组DNA破碎的因素很多,细胞浓度、细胞裂解方式、超声体积、探头深度、超声环境、超声时间和超声功率等都会对超声效果产生影响。如何获得各个可变参数的优化组合是一个需要多次摸索的过程,借鉴其它研究者已经建立的优化条件进行探索是一条比较省时简便的途径。本研究针对超声时间、细胞裂解方式、超声环境和超声功率等因素进行优化;利用优化的条件超声,得到适合大小的DNA片段;对这些片段进行染色质免疫沉淀试验,获得已知靶基因的特异性富集;证明超声优化条件是成功的。本研究提出的超声优化策略及获得的优化条件为后续ChIPSeq试验创造了前提条件,也对其他研究者具有借鉴意义。

氢醌对人骨髓单个核细胞TOPO Ⅱα表达的影响及其可能机制

目的:观察苯代谢物氢醌(hydroquinone,HQ)对人骨髓单个核细胞拓扑异构酶Ⅱα(TOPOⅡα)表达的影响,探讨TOPOⅡα在HQ所致造血毒性中的作用及其调控机制。方法:50μmol/L HQ培养10h的正常人骨髓单个核细胞设为实验组,等体积灭菌蒸馏水培养10h为对照组。Western blot测定TOPOⅡα含量的变化,RT-PCR测定TOPOⅡαmRNA表达水平的改变,ChIP技术观察HQ对骨髓单个核细胞TOPOⅡα启动子组蛋白乙酰化、甲基化水平的影响。结果:①与对照组相比,人骨髓单个核细胞50μmol/L HQ处理10h后,TOPOⅡα含量、TOPOⅡαmRNA水平明显下降,差异有显著性(P<0.01);②TOPOⅡα含量降低伴随着TOPOⅡα启动子组蛋白H4乙酰化、组蛋白H3K4甲基化水平的明显降低(P<0.01)、组蛋白H3K9甲基化水平升高(P<0.05),不伴有组蛋白H3乙酰化水平的改变(P>0.05)。结论:HQ能抑制造血细胞TOPOⅡα的表达;组蛋白化学修饰可能在苯代谢物所致的造血毒性中发挥一定的作用。

miR-338-3p在恶性肿瘤中的表达异常及其表观遗传组蛋白的修饰位点

目的探讨不同种类肿瘤中miR-338-3p表达谱及其表达异常的表观遗传修饰调控机制。方法生物信息学大数据库(TCGA Pan-Cancer)分析miR-338-3p在15种不同种类肿瘤组织中的表达谱;以胃癌为研究对象,分析数据库中45例正常胃组织和366例胃癌组织中miR-338-3p表达情况;CRCH37数据库预测miR-338-3p上游启动子区组蛋白修饰位点;利用染色质免疫共沉淀获取组蛋白结合的DNA,PCR扩增miR-338-3p启动子区片段,凝胶电泳验证PCR产物。结果 miR-338-3p在包括食道癌(ESCA)等不同种类肿瘤中表达异常,其中ESCA、头颈部鳞状细胞癌(HNSC)、肾嫌色细胞癌(KICH)、肾乳头状肾细胞癌(KIRP)、肺鳞癌(LUSC)和甲状腺癌(THCA)中表达显著下调(P<0.05),而在结肠腺癌(COAD)、肾透明细胞癌(KIRC)和肝细胞肝癌(LIHC)表达显著上调(P<0.05);366例胃癌组织中miR-338-3p表达普遍下调;染色质免疫共沉淀结合PCR证实组蛋白H3K9m2和H3K4m3是可能引起miR-338-3p下调的两个修饰位点。结论 miR-338-3p在胃癌中表达下调,组蛋白H3K9和H3K4甲基化修饰是潜在原因。

表观遗传学研究方法进展

表观遗传调控是基因表达调控的重要组成部分,已成为当前研究的热点。目前其研究主要集中在DNA甲基化和组蛋白修饰。针对这两种表观修饰,其研究方法也取得了较大进展,一方面方法的灵敏度和特异性都在不断提高;另一方面表观修饰的检测正在逐步从定性检测向定量分析方向发展,从个别位点向高通量检测发展。此外,新一代测序技术的应用将大大推动表观遗传研究的发展,包括单分子实时测序法、单分子纳米孔测序法等。综述目前常用的DNA甲基化、组蛋白修饰研究方法以及最新的单分子测序技术,并对它们在表观遗传修饰检测中的应用作了简要对比分析。

禽类转录因子与DNA互作的研究方法

在禽类生长发育中,基因的适时适量表达起到至关重要的作用。研究转录因子与DNA的互作,对认识禽类生长发育过程具有重要意义。文章总结了禽类常用的转录因子与DNA互作研究方法,其中:生物信息学预测结合位点有助于针对性的开展后续研究;电泳迁移率变动分析(Electrophoretic mobility shift assay,EMSA)和染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)能够分别从体外和体内验证转录因子与DNA结合;双荧光素酶报告基因可以鉴定对转录活性的影响。综合运用上述方法可有效开展转录因子-DNA互作研究,有助于揭示禽类生长发育调控机制。

ESPRG3多克隆抗体制备及初步功能研究

ESPRG3基因是一个与干细胞功能相关的基因,mESPRG3和hESPRG3基因被构建到原核及真核表达载体进行表达,原核表达蛋白用于制备多克隆抗体开展ESPRG3基因功能研究.真核表达载体EGFP被用于亚细胞定位.构建的mESPRG3基因原核及hESPRG3真核表达载体,成功进行了表达.利用IPTG诱导表达ESPRG3蛋白制备了多克隆抗体,免疫印迹和免疫组化结果表明制备的抗体具有特异性;表达的蛋白检测到体外具有结合DNA的能力.染色质免疫沉淀联合芯片技术检测到ESPRG3可以特异性结合到染色体上,且这些结合位点与Alu、及绝缘子序列具有关联性,可能通过这些位点调控胚胎干细胞的功能.

转录因子Ets-1与β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因启动子结合活性分析(英文)

β1,3-N-乙酰氨基葡萄糖转移酶-2,-8(β3GnT-2,β3GnT-8)共同参与多聚N-乙酰氨基乳糖([Galβ1→4GlcNAcβ1→3]n)的合成,从而使得细胞表面的相应糖链结构延长进而影响细胞的恶性转化.已有研究表明,在全反式维甲酸诱导人白血病细胞株HL-60分化过程中β3GnT-2,-8的表达上调,但其分子机制不明.本文旨在探讨ATRA诱导HL-60分化过程中,转录因子Ets-1对β3GnT-2,-8表达调控的分子机制.采用10-6mol/L ATRA诱导人白血病细胞株HL-60向粒系分化,RT-PCR检测到细胞中Ets-1的表达明显增加;进一步采用染色质免疫沉淀(ChIP)结合电泳迁移率变动实验(EMSA)检测证实,有活化的Ets-1结合至β3GnT-2/-8基因调控区.以上结果表明,转录因子Ets-1对人白血病细胞株HL-60分化过程中β3GnT-2,-8基因有表达调控作用.

基于水稻原生质体的染色质免疫共沉淀技术优化及应用

植物转录因子是植物体内调节基因表达的重要蛋白,参与多种生物学功能的调控。研究植物转录因子调控靶基因的常用方法为染色质免疫共沉淀法(chromatin immunoprecipitation,ChIP),但抗体特异性、遗传材料构建的耗时性等因素却大大限制了ChIP技术的应用范围和效果。本文通过对水稻原生质体瞬时转化、甲醛固定、免疫沉淀核酸的超声波破碎等条件的优化,建立了基于水稻原生质体的染色质免疫共沉淀技术体系(chromatin immunoprecipitation system based on rice protoplasts,ChIP-RP);并通过本技术体系验证了水稻转录因子OsNF-YA4蛋白对靶基因序列的富集作用。本技术体系将减少制备特异性抗体或构建稳定遗传材料的局限,有利于水稻转录因子直接调控靶基因的快速筛选和验证,推动水稻转录因子调控功能的分子机制解析。

乙酸胁迫条件下酿酒酵母全基因组启动子区组蛋白H4 K16乙酰化修饰分析

为探究酵母乙酸耐受性的表观遗传调控新机制,采用染色质免疫共沉淀-芯片(Chromatin immunoprecipitation-chip,ChIP-chip)技术,分析乙酸胁迫条件下酿酒酵母全基因组启动子区组蛋白H4 K16乙酰化修饰的变化。结果表明,酵母细胞经乙酸胁迫处理(60 mmol/L、30 min)后,与对照组(添加等体积无菌水)相比,73个酵母基因的启动子区域组蛋白H4 K16位点乙酰化修饰发生了改变,乙酰化修饰上升基因19个,主要分布在2、4、5、7、13、15、16号染色体上;乙酰化修饰下降基因54个,主要分布在1、2、4、5、6、7、8、10、11、12、13、14、15、16号染色体上。基因功能分析结果表明,按生物学过程分类乙酰化修饰改变基因主要富集在碱基切除修复、细胞骨架组装、细胞周期进程和含蛋白质的复合物组装;按细胞组分分类乙酰化修饰改变基因主要富集在液泡质子转运V-型ATP酶、DNA聚合酶复合体、质子转运双扇区ATP酶复合物/质子转运域、有丝分裂纺锤体和核染色体;按分子功能分类乙酰化修饰改变基因主要富集在单链DNA 3′—5′外脱氧核糖核酸酶活性、蛋白酶体结合、ATP酶活性/耦联离子跨膜运动。随机选取3个启动子区组蛋白H4 K16乙酰化修饰发生差异变化的基因(ATP12、VPS55、DLT1)进行染色质免疫沉淀-实时定量PCR检测,结果与ChIP-chip分析结果一致,验证了ChIP-chip试验的准确性。综上,酿酒酵母基因启动子区组蛋白H4 K16乙酰化修饰与乙酸耐受性密切相关。

染色质免疫沉淀技术研究进展

DNA与蛋白质之间的相互作用是研究染色质水平上基因表达调控机制的重要领域。染色质免疫沉淀技术(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是研究体内DNA-蛋白质相互作用的较为理想的分析手段。该文介绍了染色质免疫沉淀技术的原理、应用以及最新研究进展。

人NPTX1相关H3K27ac富集的非保守性增强子鉴定

目的探索和鉴定人NPTX1相关H3K27ac富集的非保守性的增强子,完善NPTX1相关调控区的注释,为NPTX1相关疾病及非编码区突变的研究提供相应的理论基础。方法从CistromeDB数据库下载和分析涉及7种组织的39个H3K27ac ChIP-seq数据,选择NPTX1两侧100 kb范围内的峰。通过ECR浏览器分析各片段在人、小鼠和斑马鱼之间的序列保守性。将相应DNA片段插入双荧光素酶验证载体中,在人神经源细胞系SH-SY5Y和人肾源细胞系293T行双荧光素酶实验,以检测增强子活性。结果分析获得5个H3K27ac富集片段,各片段在人、小鼠和斑马鱼之间DNA序列不保守。NPTX1-E1-P在SH-SY5Y中双荧光素酶活性比值明显高于阴性对照组,但在293T细胞中其增强子活性下降约40%。结论NPTX1附近的H3K27ac富集片段中,NPTX1-E1-P在人神经细胞系SH-SY5Y中具有增强子活性,且在物种间序列保守性低。相对于人神经源细胞系SH-SY5Y,其在人肾源细胞系293T中增强子活性下降。

雄激素通过雄激素受体途径调控垂体肿瘤转化基因(PTTG1)的表达

雄激素能上调大鼠前列腺中垂体肿瘤转化基因1(PTTG1)的表达,在前列腺癌标本中,发现PTTG1的表达明显高于正常组织.因此,用雄激素依赖的前列腺癌细胞LNCaP来研究雄激素调控PTTG1表达的分子机制.在LNCaP细胞中,通过雄激素刺激后,PTTG1的表达明显升高.根据序列分析以及5-缺失体实验(deletion)和突变实验(mutation),发现PTTG1的启动子上游-950到-933的序列上有1个雄激素受体反应元件(ARE),染色体免疫共沉淀实验(CHIP)也证实了雄激素能促进雄激素受体与PTTG1启动子上ARE结合,从而在转录水平调控PTTG1的表达.

一种微小染色质免疫共沉淀方法的建立

染色质免疫共沉淀(chromatin immunoprecipitation assay,ChIP)是目前研究蛋白与DNA相互作用的强有力的技术之一。然而传统的ChIP实验方法的最大缺陷是要求大量的细胞数,这限制了它应用于少量细胞数的样品。在传统ChIP实验的基础上综合国外文献建立了一种能在少量细胞样品中进行的染色质免疫共沉淀实验,称之为微小染色质免疫共沉淀(miniChIP)。并通过对诱导前后的MEL细胞中表达的β珠蛋白基因簇组蛋白H4乙酰化(acH4)的研究,证实了其可靠性和特异性。结果显示:高敏位点HS2和活跃基因β-maj的启动子区域存在一定的组蛋白H4乙酰化水平,DMSO诱导后显著增加,而不活跃基因Ey的启动子区域则检测到极低水平的组蛋白H4乙酰化,且诱导后无明显变化。