《真核生物ORC複合體調控表觀遺傳學修飾的研究》是依託中國農業大學，由趙元彪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：真核生物ORC複合體調控表觀遺傳學修飾的研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：趙元彪
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
DNA複製是一個複雜而有序的過程。在真核生物中，複製起始源於複製起始位點識別複合體ORC對基因組上DNA複製起始位點的識別與結合。研究表明，ORC不僅參與DNA複製的起始，還具有多種生物學功能。本課題對已有研究綜合分析後發現，ORC在基因組中的定位及其功能與多種表觀遺傳學修飾密切相關，並由此提出ORC參與調控表觀遺傳學修飾建成的假設。.針對這一假設，本課題擬選取模式生物粗糙脈孢菌為研究材料，採用生物化學、分子生物學和遺傳學等相互結合的方法，在發掘ORC定位與表觀遺傳學修飾之間內在聯繫的基礎上，探索ORC影響表觀遺傳學修飾建成的分子機制。.對這一機理的闡釋，將有助於解析遺傳信息，特別是表觀遺傳學信息，在細胞分裂過程中傳遞的重要機制。同時，鑒於ORC在進化上和功能上的高度保守性，本課題對複製和表觀遺傳學相關領域的研究具有重要的參考價值和現實意義。
結題摘要
DNA複製起始識別複合體ORC（Origin Recognition Complex）是真核生物DNA複製機器的重要組分。它作為染色質上的重要結合蛋白，不僅能夠負責DNA複製的起始，還參與多種表觀遺傳學修飾的建立，是一類多功能的保守複合體。CRL4型E3泛素連線酶（cullin 4-RING ubiquitin ligase）也是真核生物細胞中一類對DNA複製和表觀遺傳學修飾均具有調控功能的保守複合體。CRL4與ORC這兩者之間在上述功能調控中，特別是在表觀遺傳學修飾建立方面是否存在關聯，仍不清楚。 本課題首先通過染色質免疫共沉澱並結合高通量測序的方法，發現Cul4和Orc4共定位於基因組上多個位點。蛋白質免疫共沉澱實驗還發現，Cul4與ORC複合體組分之間存在相互作用。通過將Cul4和Orc2蛋白強制定位到qa基因簇基因啟動子區，發現無論是Cul4還是Orc2的強制定位，都可以引導另一複合體的蛋白在基因組的新位點定位。以上結果證明CRL4與ORC之間能夠相互作用，並且在染色體上共定位。 本課題進一步研究了CRL4和ORC共定位對表觀遺傳學修飾的影響。這些修飾酶系統的定位與所在位點的表觀遺傳學修飾狀態卻並不存在一致性。作者還發現，Cul4-QF-DBD和Orc2-QF-DBD可以募集這些表觀遺傳學修飾系統到染色質上，當CRL4存在缺陷或是細胞處在DNA複製脅迫條件下時，這些表觀遺傳學修飾系統在CDS位點富集量下調，說明了CRL4和ORC負責調控這些表觀遺傳學修飾系統在CDS定位。 以上實驗結果表明，CRL4和ORC複合體在細胞內相互作用，並且富集在染色質上的特定位置CDS，為多種表觀遺傳學修飾系統提供結合位點。但是這些系統在染色質上的共定位對表觀遺傳學修飾建立的影響還有待進一步探索。這些發現為解析表觀遺傳學修飾建立的調控機制提供新的思路和實驗證據。
