内源性反转录转座子在神经管畸形基因组中的重排和表观调控机制的初步研究

批准号:
81270699
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
张霆
依托单位:
学科分类:
H0419.胎儿相关性疾病与胎源性疾病
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
瞿宇晋、殷妍、王芳、谢华、顾雪、吴丽华、上官少方、王珍、陈倩
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中文摘要
内源性反转录转座子占基因组很大比例,是真核生物中数量最大的一类可活动遗传成分。反转录转座子的低甲基化修饰可引起转座活性改变,增加反转录转座序列在基因组内的重排,引起基因组稳定性改变,影响功能基因的表达等一系列生物学效应,目前已证实与包括肿瘤等在内的多种发育性疾病的发生相关。我们前期工作发现NTD中存在LINE-1甲基化的降低,本项目在此基础上,通过高通量测序方法检测LINE-1和Alu两种内源性反转座子在NTD基因组中的分布;通过PCR扩增测序验证,并与亲本基因组比较,寻找NTD发生相关的新发转座插入;通过甲基化修饰和miRNA表达分析,探讨转座调控的机制;通过体外实验,分析一碳代谢和表观修饰对转座活性的调控,并检测转座序列的插入对功能基因和通路的影响,探索NTD中LINE-1低甲基化可能引起的生物学效应,推进理解神经发育中反转座子的重要调控功能和可能机制。
英文摘要
Endogenous retrotransposon is the largest class of mobile elements, which occupied a large part of mammalian genome. Hypomethylation modification of retrotransposon has been related to lots of biological effects, such as activity of transposition, high frequencies of genomic insertions, genomic instability, and gene expression alternations, and so on. Lots of studies on developmental diseases, including cancer, reported hypomethylaiton of retrotransposon and genomic alternations in somatic genome in pathogenesis. In our previous studies, hypomethylaiton of LINE-1 was also reported in neural tissues of NTDs. Based on this phenomenon, further researches are needed to declare possible biological effects associated with hypomehtyaltion of LINE-1. In this project, genome-wide analysis was used to detect young insertions of LINE-1 and Alu, all insertions will be validated by PCR amplify and sequencing. De novo insertions will be detected by comparing paired-parents genome. Epigenetic modification, including DNA methylaiton and miRNA expression, will also be analyzed in this study in order to analysis the underlying regulation mechanism of activity of transposition. Finally, the relationship among one-carbon metabolism, modification of retrotransposon and activity of transposition will be researched and discussed in vitro, further effects on functional gene expression and signal pathway also will be studied in folate defection/hypomethylat-treatment cell models. With this project will probably allow us to recognize the essential functions and regulation mechanism of retrotransposon and in neurodevelopmental.
本项目通过对中长散在重复序列LINE-1反转录转座子的研究,发现,神经管畸形患儿的脑组织重复序列LINE-1和基因组总体甲基化水平显著降低,这种变化具有组织特异性,NTDs中LINE-1甲基化的紊乱存在并仅存在在神经组织中;低叶酸营养直接降低基因组LINE-1甲基化的修饰水平;LINE-1启动子的低甲基化促使染色体结构打开,这种开放的结构改变了调控因子的结合,增加了DNA的断裂;由叶酸代谢紊乱诱导基因组发生的双链断裂(DSB) 在核糖体rRNA基因重复序列区域异常显著,断裂热点与H3K4m1修饰位点分布相关;增加叶酸营养通过影响G1期DSB发生从而减少基因组DNA的损伤;低叶酸环境诱导所引起T-box转录因子brachyury甲基化修饰及表达改变,进而扰乱其靶基因和靶通路(FGF通路)的基因表达紊乱。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.brainres.2014.04.010
发表时间:2014-06
期刊:Brain Research
影响因子:2.9
作者:Li Wang;S. Shangguan;Shaoyan Chang;Zhen Wang;Xiaolin Lu;Lihua Wu;Rui Li;Y. Bao;Z. Qiu;B. Niu;Ting Zhang
通讯作者:Li Wang;S. Shangguan;Shaoyan Chang;Zhen Wang;Xiaolin Lu;Lihua Wu;Rui Li;Y. Bao;Z. Qiu;B. Niu;Ting Zhang
DNA methylation aberrations rather than polymorphisms of FZD3 gene increase the risk of spina bifida in a high-risk region for neural tube defects.
DNA 甲基化畸变而非 FZD3 基因多态性增加了神经管缺陷高危区域脊柱裂的风险。
DOI:10.1002/bdra.23285
发表时间:2015
期刊:Birth Defects Res A Clin Mol Teratol
影响因子:--
作者:Shangguan Shaofang;Wang Li;Chang Shaoyan;Lu Xiaoling;Wang Zhen;Wu Lihua;Wang Jianhua;Wang Xiuwei;Guan Zhen;Bao Yihua;Zhao Huizhi;Zou Jizhen;Niu Bo;Zhang Ting
通讯作者:Zhang Ting
Folate deficiency facilitates recruitment of upstream binding factor to hot spots of DNA double-strand breaks of rRNA genes and promotes its transcription.
叶酸缺乏促进上游结合因子募集到 rRNA 基因 DNA 双链断裂的热点并促进其转录
DOI:10.1093/nar/gkw1208
发表时间:2017-03-17
期刊:Nucleic acids research
影响因子:14.9
作者:Xie Q;Li C;Song X;Wu L;Jiang Q;Qiu Z;Cao H;Yu K;Wan C;Li J;Yang F;Huang Z;Niu B;Jiang Z;Zhang T
通讯作者:Zhang T
DOI:10.2174/1566524015666150630130229
发表时间:2015-05
期刊:Current molecular medicine
影响因子:2.5
作者:L. Wang;S. Chang;J. Guan;S. Shangguan;X. Lu;Z. Wang;L. Wu;J. Zou;H. Zhao;Y. Bao;Z. Qiu;B. Niu;T. Zhang
通讯作者:L. Wang;S. Chang;J. Guan;S. Shangguan;X. Lu;Z. Wang;L. Wu;J. Zou;H. Zhao;Y. Bao;Z. Qiu;B. Niu;T. Zhang
Sonic Hedgehog Signaling Affected by Promoter Hypermethylation Induces Aberrant Gli2 Expression in Spina Bifida
受启动子高甲基化影响的 Sonic Hedgehog 信号传导可诱导脊柱裂中 Gli2 的异常表达。
DOI:10.1007/s12035-015-9447-0
发表时间:2016-10-01
期刊:MOLECULAR NEUROBIOLOGY
影响因子:5.1
作者:Lu, Xiao-Lin;Wang, Li;Zhang, Ting
通讯作者:Zhang, Ting
重复序列LINE-1表观遗传修饰参与染色质区隔化异常在叶酸代谢失衡引起神经管畸形中的机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:张霆
- 依托单位:
组蛋白H3K79异常修饰参与DNA损伤修复在叶酸缺乏导致的神经管畸形中的机制研究
- 批准号:81971390
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张霆
- 依托单位:
叶酸缺乏对核糖体rRNA基因转录介导细胞命运决定因子路径在神经管畸形中的分子机制研究
- 批准号:81771584
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:56.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张霆
- 依托单位:
HOXA5基因表观修饰交互作用与神经管畸形病理表型的关联分析
- 批准号:81150008
- 项目类别:专项基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:张霆
- 依托单位:
国内基金
海外基金
