DNA甲基化對刺參夏眠調控關鍵基因的轉錄抑制機理

《DNA甲基化對刺參夏眠調控關鍵基因的轉錄抑制機理》是依託中國海洋大學，由陳慕雁擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：DNA甲基化對刺參夏眠調控關鍵基因的轉錄抑制機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳慕雁
• 依託單位：中國海洋大學

中文摘要

代謝減退過程中長期的基因轉錄抑制機制將是未來幾年夏眠調控機理研究熱點之一，DNA甲基化作為表觀遺傳修飾的主要方式之一在基因轉錄抑制的調控中起到了關鍵的作用。項目擬從夏眠刺參代謝減退期間的基因整體表達抑制機制入手，以DNA甲基化的表觀調控為突破點，基於前期構建的夏眠刺參基因表達譜篩選出的代謝減退調控的關鍵基因，克隆鑑定關鍵基因的全長和啟動子區域，預測其CpG島；藉助DNA甲基化的研究手段，測定夏眠不同時期關鍵基因的甲基化狀態，發掘5個以上受DNA甲基化調控的夏眠相關的候選基因；以不同濃度的去甲基化藥物處理非夏眠和深度夏眠期刺參腸道組織細胞，測定候選基因甲基化狀態和mRNA表達水平的變化，驗證DNA甲基化和夏眠代謝減退期間基因轉錄抑制的相關性；套用ChIP技術闡明甲基結合蛋白（MBDs）在抑制基因轉錄活性途徑中的關鍵作用；揭示DNA甲基化在刺參夏眠代謝減退過程中的基因轉錄調控機理。

結題摘要

代謝減退過程中長期的基因轉錄抑制機制將是未來幾年夏眠調控機理研究熱點之一，DNA甲基化作為表觀遺傳修飾的主要方式之一在基因轉錄抑制的調控中起到了關鍵的作用。本項目以夏眠刺參代謝減退期間DNA甲基化的表觀調控作用研究為突破點，發掘了DNA甲基化系統關鍵調節酶（DNA甲基轉移酶家族成員，甲基結合蛋白家族成員和DNA去甲基酶家族成員）在夏眠不同階段的表達模式；利用RACE 技術和Genome walking技術分別獲得了部分夏眠相關關鍵基因的cDNA 全長，啟動子區和內含子區，分析鑑定了夏眠相關關鍵基因的完整基因結構。套用 qRT-PCR技術和BSP（Bisulfite sequencing PCR）技術分別測定了夏眠關鍵基因在刺參夏眠不同階段不同組織中 mRNA 的表達水平和甲基化特徵，發掘了4個夏眠相關關鍵基因在刺參夏眠期間的甲基化模式，分析了關鍵基因甲基化特徵變化與夏眠代謝減退期間轉錄表達變化之間的相關性。項目執行後期在刺參基因組釋放的基礎上，利用高解析度的全基因組重亞硫酸鹽測序技術對刺參夏眠不同時期不同組織的DNA甲基化特徵進行了全基因組的掃描分析，研究發現RPPT基因家族成員在夏眠期間表現出顯著的甲基化差異，DMR pathway富集分析表明mRNA監視路徑被顯著富集，進一步從基因組層面上初步闡明了DNA 甲基化在夏眠代謝減退期間基因轉錄表達中的整體調控策略；本研究將為刺參代謝減退過程中長期的基因表達抑制機制研究提供新思路，為闡明環境脅迫，基因表達和有機體應激反應三者之間複雜關係提供一個新的契機，為水產動物特殊生理機能發生機制的研究開拓一個新的突破點。