表观遗传学完整版.ppt

* * * 我们实验室一直关注疾病特别是肝癌中非编码RNA的功能，陆续发表了一些文章，下面重点汇报最新发表的关于lncRNA-ATB的研究结论。非编码RNA在疾病特别是肝癌中的重要作用！ * 我们之所以锚定肝癌作为我们的研究对象，是因为我国是乙肝大国，因而也是肝癌大国，我国每年死于肝癌者约11万人，占全世界的45%。肝癌较差的预后主要是由于肝内及肝外转移。 * 胞苷类似物通过共价键与DNMT形成不可逆的复合物从而竞争性抑制其活性,使DNA甲基化随细胞分裂进行性丢失,部分地逆转肿瘤的恶性表型。 5-Azacytidine 5-氮杂胞苷 5-aza-2‘-deoxycytidine 5-杂-2‘脱氧胞苷 Decitabine 4-氨基-1-(2-脱氧-β-D-赤式-顺-呋喃核糖)-1，3，5-三嗪-2(氢)-1 地西他滨 二、表观遗传学的的应用前景—甲基化 优点：新型抗肿瘤药物 缺点： 无基因特异性,不能选择性地活化沉默的目的基因，从而会引起整体的低甲基化; 药物的活化作用可逆，疗效依赖于药物的持续存在; 大剂量应用时会对正常细胞有毒副作用 — 是否会诱发第二肿瘤？ 二、表观遗传学的的应用前景—甲基化 * 孕鼠分为两组，试验组：标准饲料+从受孕前两周起还增加富含甲基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料，而对照组孕鼠只喂饲标准饲料。 结果试验组孕鼠产下的仔鼠大多数在身体的不同部位出现了大小不等的棕色斑块，甚至出现了以棕褐色为主要毛色的小鼠。而对照组孕鼠的仔鼠大多数为黄色。分析表明喂以富甲基饲料的孕鼠所产仔鼠的IAP所含CpG岛的甲基化平均水平远高于对照组，转录调控区的高甲基化使原该呈异位表达的基因趋于沉默，毛色也趋于棕褐色。 在哺乳动物中甲基化主要发生在胞嘧啶(C)上，而且几乎所有的甲基化胞嘧啶都发生在CpG岛上。 * 一、DNA甲基化影响基因的表达机制 * 组蛋白修饰在控制染色体结构和调控基因转录中具有重要的意义，可以看做是决定基因表达的与否的控制开关。 * * 乙酰化酶基因突变导致基因不能表达： Rubinstein Taybi综合征、肿瘤、急性进行性髓性白血病去乙酰化酶相关基因的突变导致错误募集去乙酰化酶：Rett综合征、急性早幼粒细胞性白血病，急性淋巴细胞性白血病和非何杰金氏淋巴瘤的治疗 研究表明，组蛋白H3和H4不同位点的赖氨酸甲基化的作用是不同的，组蛋白H3第4位的赖氨酸（简称H3K4）、H3K36 、H3K79甲基化与基因激活相关，H3K9、H3K20、H3K27甲基化与基因沉默相关。 。 * * * * 目前RNAi的作用机理主要是在线虫，果蝇，斑马鱼等生物体内阐明的。生物体内的双链RNA可来自于RNA病毒感染，转座子的转录产物，外源导入的基因。这些来源的双链RNA诱发了细胞内的RNAi机制，结果是病毒被清除，转座子的表达被阻断，外源导入基因表达被阻断同时，与其同源的细胞基因组中的基因表达也被阻断。 双链RNA进入细胞后，一方面在Dicer酶的作用下被裂解成siRNA，另一方面在RdRP（以RNA为模板指导RNA合成的聚合酶，RNA-directed RNA polymerase）的作用下自身扩增后，再被Dicer酶裂解成siRNA。SiRNA的双链解开变成单链，并和某些蛋白形成复合物，Argonaute2是目前唯一已知的参与复合物形成的蛋白。此复合物同与siRNA互补的mRNA结合，使mRNA被RNA酶裂解另一方面结合的产物以SiRNA作为引物，以mRNA为模板，在RdRP作用下合成出mRNA的互补链。结果mRNA也变成了双链RNA，它在Dicer酶的作用下也被裂解成siRNA。这些新生成的siRNA也具有诱发RNAi的作用，通过这个聚合酶链式反应，细胞内的siRNA大大增加，显著增加了对基因表达的抑制。从21到23个核苷酸的siRNA到几百个核苷酸的双链RNA都能诱发RNAi，但长的双链RNA阻断基因表达的效果明显强于短的双链RNA。 　　siRNA还能够通过某种不太明了的机制永久地关闭或者删除DNA片断，以在非常大的程度上控制染色质的形成，而不是仅仅暂时地抑制它们的活动。 　　动植物和人体的病原体中有一些是RNA病毒，如导致艾滋病的HIV和SARS的冠状病毒都是RNA病毒。有些RNA病毒在复制过程的一定阶段中会产生双链RNA。如果宿主体内有分解这种双链RNA的酶，就可将双链RNA 2006年，安德鲁·法厄与克雷格.梅格由于在RNAi机制研究中的贡献获得诺贝尔生理及医学奖。 RNAi的历史 * siRNA (short interfering RNA) siRNA:是一类外源性的双链小分子RNA，它的长度一般为21~25 nt。序列与靶mRNA有同源性， 它在R