DNA甲基化研究技术及应用.pdf

DNA 甲基化研究技术及其应用 欧易生物 主要内容 • DNA 甲基化介绍 • 甲基化检测方法 • 研究进展 什么是表观遗传学？ • 表观遗传学： –基因序列无变化 –基因功能发生变化 –可遗传并且是可逆的 • 表观遗传学机制： –DNA 甲基化 –组蛋白修饰 –RNAi 3 DNA 甲基化 • 真核生物中，胞嘧啶被甲基化 • DNA 甲基化：在DNA 甲基转移酶(DNA methyltransferase, DNMTs) 的作用下，将一个甲基添加的胞嘧啶的5’-碳分 子上，形成5- 甲基化胞嘧啶(5-methylcytosine) SAH：S-adenosylhomocysteine SAM ：S-adenosylmethionine 4 • 修饰过程可逆：胞嘧啶甲基化后产生5- 甲基 化胞嘧啶能够自发的脱氨基形成胸腺嘧啶 (Thymine)：5mC -T • DNA 甲基化的分布： 转座子 逆转录病毒衍生的重复序列 大多数功能基因的编码区 • DNA 甲基化的模式： – 线虫：无甲基化的胞嘧啶 – 果蝇：极少量的甲基化胞嘧啶，识别模式CpT (主要) vs. CpG (极少) – 哺乳动物：CpG (~70%)或者CpNpG • CpG– Cytosine phosphate Guanine CpG岛 • CpG岛：富含CpG区域，长度500~2000bp，GC含 量超过55% • 低出现几率：大约1CG/100核苷酸 • 非随机出现：CpG岛多位于启动子区域或第一个 外显子区 – ~60% 的编码基因的启动子区域含有CpG岛 • CpG岛通常不被甲基化 DNA 甲基化功能 • 宿主防御模型(The Host Defence Model) • 基因调控模型(The Gene Regulation Model) 宿主防御模型 • 转座子的甲基化 • 人类基因组~45% 的区域是转座子 • 高度甲基化，细胞中90% 的甲基化CpG位于 转座子中 • 转座子的活性：对机体非常有害 • 宿主防御模型：抑制转座子的活性 基因调控模型 • DNA 甲基化的主要功能：转录沉默(silencing transcription) – 基因的启动子区域通常不被甲基化修饰 – 建立特定的基因表达模式：组织特异性、生殖特异性… – 基因印记、X染色体失活 • DNA 甲基化抑制基因转录的机制： – 干扰转录因子对DNA元件的识别和结合 – 将转录因子的DNA识别序列转变为阻抑物的识别序列 – DNA 甲基化有利于招募染色质重塑或修饰因子 • DNA 甲基化：是转录沉默