基因组学ldquo新名词rdquo

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编者按:

吃技术饭,和靠脸吃饭有些类似,一不留神,就被岁月这把杀猪刀给削了。科学技术的演化速度,丝毫不会慢于容颜衰老的速度——当今天一个意气风发的“新人”让“旧人”感叹“拳怕少壮”时,或许这就是在预演他数年后的情境。只要你在这个日新月异的年代,“学习”是永不停止的唯一主题。近日看到一个Cellsymposium:HumanGenomics的会议通知,粗略一看它的OralProgram,发现竟有很多陌生的新名词,顿感自责,赶紧“快餐式”恶补一下。

先附上会议日程安排:

H3.3

H3.3,指的是Histone3的一个很特别的亚型。组蛋白3有很多种细胞特异性、功能特异性的亚型。H3.3就是其中的一种亚型,它与经典的H3(canonicalH3,指H3.1或H3.2)相比仅有5个氨基酸的差别,但是功能上的差别非常明显。

其中,canonicalH3是DNA合成依赖(DNASynthesisCoupled,DSC)的组蛋白,表达量在细胞周期的S期快速上调,以作为核小体基本构件,参与了未来子细胞的染色体形成。

与之相对的是,H3.3的表达量并不依赖于DNA合成,它受到多种情形的调节。H3.3过去被认为富集在转录较活跃的区域,因为在H3.3上能够发生很多重要的翻译后修饰(Post-TranslationalModification,PTM),包括K4me2/3,K36me1/3,K79me1/2,K9ac,K14ac,这些修饰被认为是有利于染色质的解除,从而促进相关基因的的转录。有意思的是,H3.3近期同样被发现定位在一些特定的、被认为是转录活性沉默的区域,例如染色体臂间的异染色质区(pericentricheterochromatin)、端粒区等。H3.3的功能多样性,主要是通过不同的分子伴侣(chaperones)协同实现的。

H3.3一个很重要的意义,在于它可能在细胞表观遗传学的“记忆和可塑性”(memoryandplasticity)方面扮演了非常核心的作用。H3.3与经典H3在核小体层面上的互换,包括不同的组蛋白分子伴侣参与,形成了一个非常稳定,但也很具有弹性的调控体系,根据不同的生理情境,实现全基因组水平上染色质重构。H3.3的这种功能在生殖细胞表观遗传学重编程,胚胎干细胞发育过程中都得到了验证。

最近关于H3.3很重要的一个发现,就是H3.3是神经肿瘤的重要驱动基因之一。大量测序研究表明,约30-40%的胶质母细胞瘤(glioblastomamultiforme)在表观遗传调控通路上有核心基因发生突变,其中约11%发生在组蛋白编码基因上。特别是对于小儿胶质瘤,约有70-80%的样品中都发现组蛋白编码基因的突变,且都集中在H3.3(H3F3A)。很有意思的是,H3.3的这些突变,都集中在N末端,其中包含了两种重要的,发生相对独立的突变——K27M和G34R/V。更有趣的是,这两种突变,分别协同不同类型的其他致癌基因变异,经由不同的分子机制促进了不同解剖位置的神经肿瘤形成。

评语:关于H3.3的故事,谁都能看懂那五个氨基酸的不同,但谁现在都猜不到这个故事的结尾。。。

参考文献:

HistoneH3.3mutations:avariantpathtocancer.CancerCell()24:10./j.ccr..09.

ThedoublefaceofthehistonevariantH3.3CellResearch()21:-

继续附上日程:

G-quadruplex

G-四联体(也叫做G4-DNA),是指DNA或RNA的一种特定的高级结构,通常是由富含鸟嘌呤(guanine)的核酸序列形成的一种四链结构。在这个结构中,四条链上的鸟嘌呤会在一个平面上通过氢键连接形成一个,呈正方形平面结构的鸟嘌呤四聚体(guaninetetrad)。在此基础上,多个鸟嘌呤四聚体会层叠在一起,形成G-四联体。

G-四联体,最早被发现在存在于端粒区。这些大量由d(GGTTAG)够成的四联体,大大地降低了端粒酶的活性,从而有利于维持端粒的长度。大约在85%的癌症中都发现端粒区四联体形成。最近在一些非端粒区,也发现了四联体的形成,例如c-kit,bcl-2,VEGF,H-ras等基因的启动子区。根据生物信息学的预测,在全基因组大约,个可能形成G-四联体结构的区域(PutativeQuadruplexSequences,PQS)。在检测层面,可以通过一些特定结合G-四联体的化学探针,或者识别G-四联体结构的抗体来鉴定G-四联体的存在。

G-四联体的功能,现在看来比较广泛,除去之前提到的端粒区功能外,还可以涉及到DNA重组、DNA复制、mRNA转录、mRNA剪切、翻译及稳定性,DNA表观遗传修饰,甚至有丝分裂中姐妹染色体的联会。

其中,特别引起大家


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