植物组蛋白赖氨酸甲基化建立过程及其遗传性研究进展

表观遗传学主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA,组蛋白甲基化作为组蛋白修饰中的一种重要修饰,在植物体的发育和环境适应中发挥着重要作用。组蛋白甲基化主要发生在赖氨酸残基上,同时根据不同的赖氨酸位点和每个赖氨酸位点甲基化程度的不同,形成了不同的赖氨酸甲基化修饰。根据对基因的不同功能,通常将组蛋白赖氨酸甲基化修饰分为2大类:(1)能够促进基因表达的,如H3K4me3和H3K36me3;(2)能够抑制基因表达的,如H3K9me2和H3K27me3。不同的组蛋白赖氨酸甲基化去甲基化过程需要相应的阅读(reader)、书写(writer)和擦除(eraser)3种蛋白。同时,组蛋白赖氨酸甲基化的遗传性质目前还不是很清楚。综述了植物中组蛋白赖氨酸甲基化建立与去除过程,以及对组蛋白赖氨酸甲基化可遗传性的探讨。

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在表观遗传调控中起着关键作用。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被甲基化。组蛋白H3第9位赖氨酸的甲基化与基因的失活相关连;组蛋白H3第4位赖氨酸和第36位赖氨酸的甲基化与基因的激活相关连;组蛋白H3第27位赖氨酸的甲基化与同源盒基因沉默、X染色体失活、基因印记等基因沉默现象有关;组蛋白H3第79位赖氨酸的甲基化与防止基因失活和DNA修复有关。与此同时,组蛋白的去甲基化也受到更为广泛的关注。

组蛋白赖氨酸甲基化研究进展

组蛋白是染色质的核心,其尾部的共价修饰组成组蛋白密码,调节许多生物学事件。组蛋白赖氨酸甲基化作为共价修饰的一种在基因表达调控、X染色体失活、基因组印迹、DNA修补等生物学过程中起重要作用。近年来随着更多的组蛋白赖氨酸甲基转移酶及作用蛋白的鉴定,对组蛋白赖氨酸甲基化的功能有了进一步认识。组蛋白赖氨酸甲基化在基因表达调控中的作用已成为表观遗传学研究的热点。

植物组蛋白赖氨酸甲基化研究进展

组蛋白甲基化修饰在真核生物的表观遗传调控中具有重要作用.SET结构域蛋白质可以特异地甲基化修饰组蛋白的赖氨酸残基,进而促进或抑制基因的表达.有关SET结构域蛋白质和组蛋白赖氨酸甲基化的研究为深入了解染色质结构和功能提供了重要信息.文中综述了组蛋白赖氨酸甲基化修饰在植物中的最新进展,探讨了SET结构域蛋白质在植物生长发育调控中的重要作用.

组蛋白赖氨酸甲基化修饰与病理性心肌肥厚关系的研究进展

心肌肥厚是多种心血管疾病发展的病理表现之一,可加速各类心血管疾病进展,导致恶性心律失常或心力衰竭的发生。现有的心肌肥厚防治手段尚不能完全解决临床问题,亟须发掘更有效的心肌肥厚干预靶点。组蛋白赖氨酸甲基化修饰是表观遗传调控的重要方式之一,其在心肌肥厚的病理生理过程中发挥关键作用。因此,本文概述组蛋白赖氨酸甲基化修饰与病理性心肌肥厚的关系,并分析其在临床心肌肥厚防治中的潜在价值。

组蛋白赖氨酸甲基化修饰与胃癌发病机制相关性的研究进展

组蛋白修饰是表观遗传学的重要形式,参与各种生命活动及疾病的形成。近年来,随着对组蛋白甲基化修饰及其在胃癌发生发展中作用研究成果的不断涌出,揭示了胃癌中这一修饰的变化规律及其作用机制。作者就胃癌中常见的组蛋白赖氨酸甲基化修饰形式、表达模式、基因表达调控及其在胃癌诊断与预后判定中的作用等方面作一综述,以期为胃癌的临床诊治提供新的靶点。

组蛋白赖氨酸甲基化在认知功能障碍中作用的研究进展

认知功能障碍是指脑功能受损后,出现不同程度的学习记忆障碍、视空间障碍、情感障碍等。近年来研究表明,表观遗传调控失衡在认知功能障碍中发挥着重要的作用。组蛋白赖氨酸甲基化作为一种重要的表观遗传修饰,其表达异常可能是导致认知功能障碍的重要分子机制,但具体过程尚不完全清楚。因此,本文就组蛋白赖氨酸甲基化表达异常在认知功能障碍中作用的研究进展进行综述。

组蛋白赖氨酸甲基化修饰调控神经功能与脑疾病的研究进展

表观遗传修饰在神经发育与脑疾病中的作用近年受到广泛关注,特别是以组蛋白赖氨酸甲基化为代表的修饰方式,其调控的方式多样,类型复杂,参与的神经发育过程与功能众多。本文将围绕组蛋白赖氨酸甲基化的形式及修饰酶,其如何参与神经发育与学习记忆,在神经退行性和发育性疾病中的作用等展开综述。本文将为后续深入探讨相关疾病的治疗策略提供重要基础。

胃癌组蛋白H3第4位赖氨酸的三甲基化修饰相关长链非编码RNA预后模型的构建与验证

目的 探索胃癌组蛋白H3第4位赖氨酸的三甲基化(trimethylation of lysine 4 on histone H3,H3K4me3)修饰相关长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)特征,构建相关预后模型并预测胃癌免疫治疗疗效。方法 从癌症基因组图谱数据库下载胃癌相关转录组测序数据和对应的患者临床资料,通过构建H3K4me3相关调节因子基因与LncRNA的共表达网络识别H3K4me3修饰相关LncRNA,并将癌症基因组图谱数据库中370例符合筛选标准的胃癌患者样本(整体组)按1:1随机抽样划分为训练组(n=185)和验证组(n=185)。随后基于单因素Cox回归、Lasoo回归分析构建H3K4me3相关LncRNA预后风险评分模型并进行内部验证。Kaplan-Meier生存分析和受试者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC曲线)被用于验证模型的预测性能。通过单因素和多因素Cox回归分析评估风险评分等临床指标的预后预测价值。结合风险评分、年龄和肿瘤TNM分期构建预测胃癌患者总生存率的列线图模型,ROC曲线与校准图被用于评估列线图的预测准确性。借助共识聚类识别异质性聚类亚群并进行免疫治疗疗效预测。结果 基于共表达网络关系识别了14个具有预后价值的H3K4me3相关LncRNA并构建了相关风险模型及评价体系。根据训练组预后风险评分模型获得的中位风险评分将训练组、验证组和整体组胃癌患者划分为高、低风险,Kaplan-Meier生存曲线显示低风险患者的总体生存情况要优于高风险患者(P<0.05)。此外,该模型在训练组中预测胃癌患者1、3、5年总生存率的曲线下面积(area under curve,AUC)分别为0.708、0.730、0.770,在验证组中分别为0.690、0.648、0.713,而在整体组中分别为0.697、0.670、0.724。多因素Cox回归分析显示基于H3K4me3相关LncRNA构建的风险评分模型是预测胃癌患者预后的独立因素(P<0.001)。构建的列线图预测胃癌患者1、2、3年总生存率的AUC分别为0.727、0.780、0.717,且其校准曲线与理想曲线相接近。基于共识聚类算法进一步识别了2种具有异质性免疫特征的H3K4me3-LncRNA亚群,其中亚组Ⅱ具有更高的免疫细胞浸润水平和更强的免疫应答潜力,并对5-氟尿嘧啶、奥沙利铂等显示出更高的药物敏感性,而亚组Ⅰ则可能对磷脂酰肌醇3-激酶特异性抑制剂具有更高的敏感性。结论 本研究构建了一个H3K4me3-LncRNA风险评分模型以预测胃癌患者的预后,并揭示了其异质性微观特征及在预测免疫治疗疗效方面的潜在价值。

组蛋白共价修饰——组蛋白H3第4赖氨酸甲基化

染色体组蛋白的共价修饰在调节染色体结构,控制基因的转录等方面发挥重要的作用。组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化作为共价修饰的方式之一,可以调控基因的转录激活。随着对组蛋白甲基化转移酶及相关作用蛋白研究的深入,人们对组蛋白H3第4赖氨酸的甲基化的功能也有了更深的了解。目前研究发现它与癌症也有很密切的关系。

P53蛋白赖氨酸甲基化与去甲基化

P53作为肿瘤抑制因子和转录调节因子在控制细胞周期、凋亡和DNA修复方面发挥重要作用。P53蛋白的稳定性和转录激活活性的调节主要依赖磷酸化、乙酰化、泛素化等多种翻译后修饰。最近研究发现一些组蛋白赖氨酸甲基转移酶和去甲基化酶可使P53蛋白C-端赖氨酸残基发生甲基化或去甲基化，调节P53蛋白的稳定性和转录激活活性。甲基化和去甲基化与其它翻译后修饰相互作用构成“P53密码”调节P53蛋白功能。

组蛋白赖氨酸甲基化:转录调控的重要机制

组蛋白赖氨酸甲基化是表观遗传调控的重要机制之一。组蛋白H3的K4、K9、K27、K36、K79和H4的K20均可被特定的赖氨酸甲基转移酶甲基化。人类、果蝇、酿酒酵母和裂殖酵母中已鉴定出多种赖氨酸甲基转移酶,并作了生化和遗传学研究,以确定其潜在的生物功能。H3K4、H3K36和H3K79甲基化参与基因转录激活,而H3K9、H3K27和H4K20的甲基化则抑制基因转录。此外X染色体失活也与特定赖氨酸的甲基化相关。组蛋白各位点赖氨酸的甲基化参与生长、发育和病变。最后,文章评述了"组蛋白密码"假说,指出了目前的研究方向,并探讨了表观遗传机制与获得性遗传的关系。

SET区域Rubisco赖氨酸甲基化转移酶催化赖氨酸多重甲基化的量子力学研究

用从头计算和DFT方法计算S-腺苷甲锍氨酸多重甲基化赖氨酸的反应机理.气相中非催化反应的能垒比较低,反应势能剖面类似于SN2反应,而在电介质中,反应能垒很高.在B3LYP/6-31G*和ONIOM(MP2:B 3LYP)水平,研究了Rubisco大亚基甲基转移酶活性位点的三个残基催化转移甲基到赖氨酸反应的过程.在ONIOM(MP2:B3LYP)水平,预测的反应能垒为82.8kJ/mol,与从实验得到的87.4kJ/mol接近.计算结果表明,酶对过渡态并没有特殊的稳定作用,主要通过为反应物提供一个没有溶剂的环境,用临近的残基把亲电和亲核的底物连接在一起,进而促使甲基化反应的进行.

组蛋白赖氨酸甲基化在表观遗传调控中的作用

组蛋白赖氨酸的甲基化在真核基因表观遗传调控中起着关键作用。迄今已知,在组蛋白H3中有5个赖氨酸(K4、K9、K27、K36、K79)和组蛋白H4中的1个赖氨酸(K20)可被特异的组蛋白赖氨酸甲基转移酶甲基化。这不同位点的甲基化效应是不同的,H3-K9、H3-K27、H4-K20甲基化具有抑制效应;H3-K4、H3-K36、H3-K79甲基化具有激活效应,而且组蛋白甲基化与其它组蛋白共价修饰之间以及DNA甲基化之间存在对话。

植物组蛋白赖氨酸化修饰参与基因表达调控的机理

组蛋白共价修饰作为表观遗传修饰的重要部分,主要包括乙酰化和甲酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUMO化等,它们形成一个复杂的网络共同调控基因的表达,其中组蛋白甲基化修饰成为研究的热点,甲基化主要发生在赖氨酸残基上。近年来,随着有关植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰研究的不断深入,发现其通过改变自身赖氨酸残基的甲基化状态和甲基化程度,形成转录激活或者转录抑制标记,调控基因的表达,在植物开花和逆境胁迫的响应过程中起着至关重要的作用。H3组蛋白的赖氨酸甲基化修饰能够调控FLC基因和有关抗性基因的表达,具体表现为:H3K4的三甲基化促进FLC的表达,H3K27的三甲基化则抑制FLC的表达;H3K4me3作为转录激活标记,可激活PtdIns5P基因的表达,启动响应干旱的脂质合成信号通路,响应干旱胁迫;相反,H3K27me3作为一种转录抑制标记,低水平的H3K27me3诱导COR15A和ATGOLS3基因表达,它们分别编码叶绿体低温保护蛋白Cor15am和肌醇半乳糖合成酶GOLS,以抵抗寒冷胁迫。文章主要综述了植物组蛋白赖氨酸甲基化修饰参与DNA甲基化、开花过程以及应答逆境胁迫的分子机制。

组蛋白赖氨酸去甲基化酶5A在中枢神经系统疾病中的作用

组蛋白甲基化修饰是表观遗传的重要机制之一,最近研究发现组蛋白赖氨酸去甲基化酶5A(KDM5A)在个体发育、组织分化和肿瘤发生发展等过程中发挥重要的调控作用。成年动物大部分脑区已经失去神经发育功能,但是最新单细胞测序技术和精神疾病的动物模型研究揭示动物脑内KDM5A表达改变与神经疾病发生相关,提示KDM5A是探究脑疾病潜在的靶分子。本文从KDM5A分子结构、表达调控通路等方面总结最新进展,从而为后续其他中枢神经系统疾病研究提供参考。

组蛋白甲基化转移酶SMYD3在肺癌中的研究进展

组蛋白甲基化转移酶SET和MYND结构域蛋白3(SET and MYND domain-containing protein 3,SMYD3)是催化组蛋白和非组蛋白底物甲基化的酶,在许多生物学环境中发挥关键作用,如肌肉发育和部分癌症的进展。本综述对SMYD3进行相关的基本介绍,并探讨SMYD3在肺癌中的研究,旨在为SMYD3在肺癌中的进一步研究提供依据。

非组蛋白甲基化修饰的研究进展

非组蛋白的赖氨酸和精氨酸残基上的甲基化修饰已经被证明是一种普遍的蛋白质翻译后修饰方式,在生命活动中发挥重要作用.甲基化修饰方式的多样性以及它们与其他修饰之间的交互作用(crosstalk)复杂但精细地调控了基因表达、蛋白质活性及稳定性、DNA复制及基因组稳定性、RNA加工等多种功能.本文将对非组蛋白的甲基化修饰特征进行总结,归纳近些年来已报道的甲基化修饰酶、修饰位点及这些位点的生物学功能,并将特别阐述不同蛋白质修饰之间的交互作用,概述鉴定非组蛋白甲基化修饰的方法.

非组蛋白甲基化与肿瘤研究进展

大量研究表明组蛋白甲基转移酶与去甲基酶功能的异常在肿瘤发生中起到重要作用,针对这些酶的小分子抑制剂逐渐成为一类新的抗肿瘤药物。对这些酶的功能研究长期集中在对组蛋白的修饰方面,然而近年来越来越多的非组蛋白甲基化底物被发现,比如p53、Rb等,这些蛋白的甲基化对其功能的影响也越来越明确。本文总结一些与肿瘤发生相关的非组蛋白甲基化修饰的催化酶及其生物功能,讨论这些发现对相应甲基转移酶与去甲基酶抑制剂的开发和作用机制研究的重要意义。

三甲基化组蛋白H3赖氨酸4对调节性T淋巴细胞foxp3基因表达的影响

目的探讨天然调节性T淋巴细胞(nTreg)的三甲基化组蛋白H3赖氨酸4(H3K4me3)对foxp3基因的影响,寻找维持调节性T淋巴细胞(Treg)表型长期稳定的方法。方法使用免疫磁珠细胞(MACS)分选法从健康人外周血中分离出CD4+CD25+Treg。对CD4+CD25+Treg分别进行0 d、3 d、7 d培养,其中0 d为阴性对照组,3 d为阳性组1,7 d为阳性组2,采用流式细胞仪(FCM)对0 d、3 d、7 d nTreg膜表面标志CD25的变化进行检测,并分别对培养0 d、3 d、7 d的nTreg细胞通过染色质免疫共沉淀(ChIP-PCR)法检测foxp3基因启动子区H3K4me3及DNA水平变化。结果 1.使用细胞计数Kit-8(CCK-8)法确定植物血凝素(PHA)质量浓度在10 mg.L-1时为最佳的药物质量浓度,对Treg细胞的增殖作用最为显著。nTreg细胞培养0 d、3 d、7 d的表型变化呈递减趋势。随着培养时间(0 d、3 d、7 d)的延长,与foxp3基因启动子区结合的H3K4me3表达逐渐减少。2.采用ChIP-PCR法对培养0 d、3 d、7 d的nTreg细胞检测与H3K4me3结合的foxp3基因启动子区DNA水平变化。DNA凝胶电泳图显示,0 d、3 d在204 bp处可见条带(灰度值分别为2.31、0.91),7 d有模糊条带或无条带。三者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PHA不能维持Treg细胞的表型稳定,其机制与H3K4me3减少有关。