人胚胎干细胞中non-CG甲基化建立的表观遗传学调控机制
批准号:
31301058
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
23.0 万元
负责人:
刘海亮
依托单位:
学科分类:
遗传物质结构与功能
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
崔晓燕、刘晓静、史占平、景波、何飞
中文摘要
哺乳动物基因组通常是CpG甲基化,non-CG(包括mCHG和mCHH)甲基化非常少, 但在人胚胎干细胞(hESC)中,约1/4的甲基化是non-CG甲基化。不像CpG甲基化与基因沉默相关,non-CG甲基化则与基因表达呈正相关,它们是怎样建立的,哪个重新甲基化酶(Dnmt3家族成员)负责,与其它表观遗传机制是否相关,这些仍然未知。本项目拟首先通过功能获得和缺失实验,及细胞外的DNA甲基化实验,在hESC中找出建立non-CG甲基化的酶,继而因植物学领域已经明确,由于H3K9去甲基化酶(ibm1)的缺失可以导致 non-CG甲基化的增加,我们将在hESC中分析H3K9甲基化对于non-CG甲基化建立的影响。除此之外,因植物中DNA甲基化酶可以在非编码RNA的指导下进行non-CG甲基化,我们将研究非编码RNA是否能指导以上发现的non-CG甲基化酶在特定的基因组位置催化non-CG甲基化。
英文摘要
This project is established based on the epigenetic regulation mechanism of the establishment of non-CG methylation in different species, and searched the noncoding RNAs and histone modifications, which play a key direct correlation role with the non-CG methylation in human embryonic stem cells. From two levels of non-coding RNA and histone H3K9 methylation to make a comprehensive and effective non-CG methylation establish mechanism.Specifically, study de novo methyltransferase Dnmt3s in hES cells through loss-of-function and gain-of-function experiments and in vitro DNA methylation assay. Then determine which Dnmt3s are responsible for the establishment of non-CG methylation. Meanwhile, study whether can the Dnmt3s combination of non-coding RNA serve to guide the enzyme created position of non-CG methylation in specific genomic. Due to loss function of H3K9me1,2 demethyltransferase(ibm1) in plant, increase the non-CG methylation, this mechanism will help us to understand whether can loss function of H3K9me1,2 or me3 demethyltransferase influence non-CG methylation. Finially, we make a proposal model that is the epigenetic regulation mechanism of noncoding RNA dependent DNA methylation and H3K9 methylation effect the establishment of non-CG methylation.
本项目从非编码RNA和组蛋白H3K9甲基化这两个方面探究人胚胎干细胞中特异存在的non-CG甲基化的建立,发现通过甲基化酶Dnmt3a,Dnmt3b结合的非编码RNA与在人胚胎干细胞中特异存在的non-CG甲基化位点,并不一致,说明可能并不是通过RNA介导的小RNA去建立DNA甲基化;而另一方面,在植物中存在的组蛋白修饰与DNA甲基化之间的关系,在人中也是存在的,与植物中IBM1相似,HR(Hairless)也是一个JHDM2家族JmjC domain包含蛋白中的一员,它被证实是一个H3K9去单甲基和双甲基化酶。而我们正在全基因组范围去分析,改变HR、H3K9单甲基和双甲基化,non-CG甲基化能否改变。明确non-CG甲基化和H3K9甲基化之间的相关性。并且,我们通过在间充质干细胞中,将Hr基因突变后,经过单细胞培养,克隆成球,扩繁,继而进行间充质干细胞的定向成脂和成骨分化,发现Hr的表达下调,可以增强成骨分化能力,抑制成脂分化。其实在这个方面,这是具有逆转衰老表型的能力,于是我们猜测,是否它是与衰老过程相关,相关进一步研究正在进行。
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DOI:
10.1007/s10535-015-0487-0
发表时间:
2015-06-01
期刊:
BIOLOGIA PLANTARUM
影响因子:
1.5
作者:
[Liu, H-L., Shen, H-T., Zhu, J-B.]
通讯作者:
Zhu, J-B.
DOI:
10.1007/s00709-014-0704-2
发表时间:
2015-03-01
期刊:
PROTOPLASMA
影响因子:
2.9
作者:
[Guo, Jiansheng, Liu, Hailiang, Zhu, Jian]
通讯作者:
Zhu, Jian
DOI:
10.1016/j.stem.2014.01.018
发表时间:
2014-03-06
期刊:
CELL STEM CELL
影响因子:
23.9
作者:
[Liu, Hailiang, Chen, Yongchang, Niu, Yuyu, Zhang, Kunshan, Kang, Yu, Ge, Weihong, Liu, Xiaojing, Zhao, Enfeng, Wang, Chencheng, Lin, Shaoyun, Jing, Bo, Si, Chenyang, Lin, Quan, Chen, Xiaoying, Lin, Haijun, Pu, Xiuqiong, Wang, Yingying, Qin, Binlian, Wang, Fang, Wang, Hong, Si, Wei, Zhou, Jing, Tan, Tao, Li, Tianqing, Ji, Shaohui, Xue, Zhigang, Luo, Yuping, Cheng, Liming, Zhou, Qi, Li, Siguang, Sun, Yi Eve, Ji, Weizhi]
通讯作者:
Ji, Weizhi
Cloning and characterization of a novel dehydrin gene, SiDhn2, from Saussurea involucrata Kar. et Kir.
来自雪莲的新型脱水素基因 SiDhn2 的克隆和表征。
DOI:
10.1007/s11103-013-0164-7
发表时间:
2014-04-01
期刊:
PLANT MOLECULAR BIOLOGY
影响因子:
5.1
作者:
[Qiu, Honglin, Zhang, Linhua, Zhu, Jian-Bo]
通讯作者:
Zhu, Jian-Bo
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批准号:24ZR1469200
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:刘海亮
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依托单位:
肠道微生物通过NAD+合成参与宿主抗衰老调控的机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:刘海亮
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依托单位:
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批准号:31671539
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2016
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负责人:刘海亮
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依托单位:
国内基金
海外基金