原生动物嗜热四膜虫组蛋白3甲基化/去甲基化表观遗传信息网络的组成及进化研究

针对缺乏表观遗传信息网络的起源与进化研究、尤其是单细胞真核生物重要类群原生动物相关研究空白的现状，以模式原生动物——嗜热四膜虫为研究对象，我们首先鉴定到15个四膜虫H3甲基化酶基因和5个去甲基化酶，进而在构建了这些基因敲除株和通过Microarray技术获得了全基因组的表达数据的基础上，分析了嗜热四膜虫H3K甲基化酶和去甲基化酶的协同表达基因，建立了相应的H3K甲基化和去甲基化调控网络，并选取EZL2和TXR1两个H3K27甲基化酶基因为研究重点，利用免疫荧光和基因组重测序等方法说明了EZL2的功能是负责H3K27me2和H3K27me3，而TXR1的功能是负责H3K27me1，发现TXR1基因缺陷型细胞株将受到严重的DNA复制压力（如：产生大量的单链DNA、异常的DNA复制中间产物、显著激活DNA损伤应激通路等）。 DNA复制起点附近是受到DNA复制压力的热点区域，进而建立了根据单链DNA的位置预测四膜虫全基因组DNA复制起点的新方法。进一步对基因互作的研究表明TXR1基因可作用于Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA)，而PCNA直接参与了DNA复制且在DNA复制延伸中具有重要作用，从而说明四膜虫是通过组蛋白H3第27号赖氨酸的单甲基化与PCNA的相互作用来影响DNA复制延伸的。该研究首次发现了单细胞真核生物中组蛋白H3第27号赖氨酸单甲基化与DNA复制延伸间的关系，不仅支持了真核生物中组蛋白修饰与DNA复制间保守通路的存在，而且对真核生物DNA复制起点的鉴定及其识别机制的研究具有重要意义。