基因組印記與研究方法

1基因組印記與研究方法

報(bào)告人:cgl

2006年10月17日2主要內(nèi)容1

基因組印記與印記基因2印記基因的特征3可能的印記機(jī)制4基因組印記與疾病5基因組印記研究方法31基因組印記與印記基因1Genomicimprintingisaphenomenoninwhichallelesofageneareexpresseddifferentiallydependingontheirparentalorigin.Thosewhoseexpressionisdependentontheparentaloriginofthealleleareknownasimprintedgenes.4印記基因中來自雙親的兩條等位基因只有一個(gè)表達(dá)，另一個(gè)不表達(dá)或表達(dá)甚微。

母系印記：母本等位基因沉默（父本表達(dá)）的印記基因稱為母系印記基因。如：Igf2，Ins,Ndn.

父系印記：父本等位基因沉默的印記基因稱為父系

印記基因。如：Cpa4,H19,Cd81.

5目前在昆蟲、植物、在真獸哺乳亞綱動(dòng)物（eutherianmammals）和有袋類動(dòng)物（marsupials）中發(fā)現(xiàn)了印記現(xiàn)象；而在單孔類（monotremes）和鳥類中沒有發(fā)現(xiàn)印記現(xiàn)象。目前在小鼠和人上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)印記基因（印記轉(zhuǎn)錄單元）。見表

Back62印記基因的特征2.1印記基因常成簇存在。如印記基因Mash2、Ins、Igf2、H19位于染色體上不到400kb的范圍內(nèi)。如小鼠7號染色體p57KIP2,KvLQT1andMash2---Insulin-2(Ins-2)andIgf2---H19。人15號染色體：

ZNF127--SNRPN---IPW

(encodesRNA)。72.2印記基因復(fù)制的異步性。Igf2-H19區(qū)域的復(fù)制：父源等位基因復(fù)制早于母源等位基因。82.3染色體上基因印記的發(fā)生具有空間位置的限制性，同一條染色體上兩個(gè)印記基因之間的基因、與印記基因相鄰的基因通常不表現(xiàn)印記修飾。2.4印記基因的發(fā)生常與該基因編碼區(qū)、啟動(dòng)子區(qū)以及其上下游區(qū)域特定的CpG序列有關(guān)，這些特定序列的甲基化狀態(tài)常影響親本特異性。92.5基因印記的發(fā)生常有組織特異性和發(fā)育階段特異性。2.6基因組中存在印記維持元件，這些印記維持元件的缺失會(huì)導(dǎo)致部分印記基因印記的丟失。10a2.7印記基因在真獸哺乳亞綱動(dòng)物保守。在小鼠中發(fā)現(xiàn)的印記基因一般在其他哺乳動(dòng)物也表現(xiàn)印記特征，但少數(shù)基因例外（Cd81、Igf2r）。見表……

Back113可能的印記作用機(jī)制

3.1DNA甲基化DNA甲基化是一種DNA結(jié)構(gòu)修飾。它一般和基因沉默相關(guān)聯(lián)，去甲基化常和沉默基因的重新激活有關(guān)。DNA甲基化的轉(zhuǎn)錄調(diào)控可能參與哺乳動(dòng)物基因組印記的產(chǎn)生。

12在印記區(qū)域親本等位基因一般存在甲基化差異，這些區(qū)域稱為差異甲基化區(qū)（differentiallymethylationregion，DMR）。DMR在調(diào)控基因印記中起重要作用。1314Igf2-H19的印記機(jī)制:Igf2-H19

區(qū)域定位于小鼠7號染色體、人11號染色體。

Igf2編碼胎兒的一個(gè)生長因子，父本等位基因表達(dá)。

H19的轉(zhuǎn)錄物是功能未知的非編碼RNA，母本等位基因表達(dá)。

15

16CTCF蛋白是一個(gè)鋅指蛋白，結(jié)合到特定DMR上起絕緣子作用，這種作用具有位置依賴性。CTCF還介導(dǎo)interchromosomalassociation,(小鼠7號染色體的Igf2-H19和染11號色體的Wsb1-Nf1).這種interchromosomalassociation可能參與基因組印記。17

genegenegenegenechromosome11chromosome7imprintingcontrolregionimprintingcontrolregion-associatedsiteWsb1Igf2H19Nf1CTCFenhancerotherproteinsthranscriptionfactors??transcriptionfactory183.2乙?；?/p>

組成核小體的組蛋白的不同氨基酸殘基的乙酰化一般和活化的染色質(zhì)構(gòu)型和有表達(dá)活性的基因相關(guān)聯(lián)。

H4組蛋白的乙?；赡芡ㄟ^調(diào)節(jié)染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)參與印記。19Igf2-H19

區(qū)域啟動(dòng)子區(qū)內(nèi)H4的乙?；皆趦蓷l親本染色體上存在差異，表達(dá)的等位基因比沉默的等位基因乙?；礁?。CTCF結(jié)合蛋白和組蛋白去乙酰化活性有關(guān)。203.3MicroRNA

MicroRNA（miRNA）是指長度為21－25nt的小型非編碼RNA，由具有發(fā)夾結(jié)構(gòu)的約70-90個(gè)堿基大小的單鏈RNA前體加工而成,通過抑制翻譯或?qū)е耺RNA降解機(jī)制參與廣泛的發(fā)育和細(xì)胞過程。有些印記區(qū)域含有miRNA，參與印記的發(fā)生。如Dlk1-Gtl2區(qū)域中antipeg11。21

Dlk1-Gtl2印記區(qū)域：該區(qū)域位于小鼠12號染色體遠(yuǎn)端、人14q32、綿羊18號染色體遠(yuǎn)端。

Dlk1,Peg11,Dio3

是該區(qū)域的蛋白編碼基因，是Sushi-ichi樣逆轉(zhuǎn)錄因子的Gag、Pol的同源物。22234基因組印記異常與疾病基因組印記異常常和各種發(fā)育紊亂和疾病相關(guān)，這些紊亂和疾病通常是由不正確的調(diào)節(jié)、劑量改變和突變造成的。印記基因的表達(dá)異?？赡芤鸢┌Y、神經(jīng)行為和發(fā)育異常，還能影響母性行為。

Back245基因組印記的研究方法驗(yàn)證基因印記最基本的方法：

Mat(AA)×Fat(BB)F1(AB)RT-PCR-SSCP

F1（AB）不印記（A）父系印記（B）母系印記

255.1構(gòu)建單親二體型胚胎利用核移植技術(shù)和細(xì)胞核融合（HVJ或仙臺病毒輔助融合）生產(chǎn)單親二體型胚胎，用以研究印記和發(fā)現(xiàn)印記基因。

265.1.1

孤雄胚胎（AndrogeneticembryosAG）方法：去核MⅡ期卵母細(xì)胞雙精受精。受精胚胎去雌原核，并用第二個(gè)精子來源的雄原核取代雌原核。細(xì)胞核融合。

AG胚胎發(fā)育遲緩，相對于胚胎，胚外組織發(fā)育較好。275.1.2Parthenogeneticembryos(PG)一般常由未受精的卵母細(xì)胞獲得。有些小鼠品系有很高的自發(fā)孤雌生殖率：如LT/SV品系、c-mos缺陷小鼠。電激活化學(xué)誘導(dǎo)：乙醇誘導(dǎo)（非整倍體）

Sr2+誘導(dǎo)

285.1.3Gynogeneticembryos(GG)

一般用原核移植方法。

GG和PG在發(fā)育潛能上幾乎沒有什么差異，所以用于PG的方法一