高通量组蛋白翻译后修饰分析技术的建立及其在表观遗传学研究中的应用

以深入浅出的语言简明扼要地概括出项目的精华，如背景、方向、主要内容、重要结果、关键数据及其科学意义等。.组蛋白翻译后修饰分析是表观遗传学研究的重要内容之一。各种不同的组蛋白翻译后修饰构成了“组蛋白密码”。开展组蛋白翻译后修饰研究，探讨“组蛋白密码”的组成、作用和识别机制有利于了解细胞定向分化过程、肿瘤等疾病发生和发展过程中的表观遗传机制。对肿瘤等疾病的临床诊断、治疗和预防都具有重要的指导意义。本课题开展了组蛋白翻译后修饰（如甲基化、乙酰化、磷酸化等）的分析技术方法研究，建立了系统的组蛋白翻译后修饰分析技术方法。包括生物样品中总组蛋白提取方法、组蛋白的HPLC分离方法、组蛋白的HPLC-ESI-Q-TOF-MS分析测定方法、基于2D-LC-ESI-MS/MS的组蛋白修饰位点分析鉴定方法、组蛋白翻译后修饰比较分析等技术方法。所建立的方法可以首先通过精确测定组蛋白的分子量，从每个完整组蛋白的分子量的分布分析其修饰的变化和水平；然后通过系统每个组蛋白的翻译后修饰位点，深度分析“组蛋白密码”。本研究开展了出生缺陷（如神经管畸形，Neural tube defects，NTDs）、肿瘤细胞和免疫细胞中组蛋白翻译后修饰的系统分析。从胎儿脑组织中组蛋白H1, H2a, H2b, H3, H4中鉴定了61特异修饰位点，其中38修饰位点为首次报导的新位点。通过比较分析比较正常胎儿脑组织和神经管畸形的组蛋白的修饰发现NTDs组蛋白中完全不存在H3K79me和H2bK5me两种修饰,为进一步深入理解组蛋白修饰与神经管畸形关联奠定了基础。