绿藻Tet酶及其催化产生的DNA新修饰的功能研究
批准号:
31830018
项目类别:
重点项目
资助金额:
289.0 万元
负责人:
徐国良
依托单位:
学科分类:
蛋白质、多肽与酶生物化学
结题年份:
2023
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐国良
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中文摘要
哺乳动物中Tet双加氧酶催化5mC产生的5hmC等氧化产物对其DNA去甲基化及生长发育过程都具有重要作用。Tet酶在许多生物中相对保守。我们以单细胞真核生物莱茵衣藻为模式生物,在其中鉴定到八个可能的Tet同源蛋白。令人意外的是,其中一个显示出与哺乳动物Tet完全不同的酶活。虽然同样以DNA上的5mC为底物,但衣藻Tet蛋白催化5mC与维生素C反应并产生新型DNA修饰。在前期工作中,我们已经解析了该DNA修饰的分子结构,并且证实其在衣藻基因组中稳定存在。后续我们将通过对其反应副产物的检测等方式来解析衣藻Tet蛋白的酶活反应机理。更重要的是,我们已经建立了高通量测序手段来检测该DNA修饰在不同时期衣藻基因组中的分布,并将结合转录组与蛋白质组的方法来分析该修饰碱基的潜在功能。同时,我们还将利用已在衣藻中建立的CRISPR/Cas9基因编辑系统,对衣藻Tet蛋白实施敲除或定点突变来研究其生理功能。
英文摘要
Methylation of cytosine to 5-methylcytosine (5mC) is a prevalent DNA modification found in many organisms. Sequential oxidation of 5mC by TET (Ten-eleven translocation) dioxygenases results in a cascade of additional epigenetic marks and plays important roles in developmental regulation of mammals. Tet proteins are modestly conserved in many eukaryotes. In our study of Tet homologs in the green alga Chlamydomonas reinhardtii, we found that the CrTet1 protein could convert 5mC into modification products which are different from all the reported ones. The catalytic activity of CrTet requires Fe(II) and the integrity of its His-x-Asp (HxD) binding motif, which is conserved in Fe-dependent oxygenases. However, CrTet1 utilizes L-ascorbic acid (Vitamin C, VC) rather 2-oxoglutarate (2-OG) as an essential co-substrate. Recently, we have solved the molecular structure of the new DNA modifications, and have also confirmed their existence in the genome of Chlamydomonas via mass spectrometry. In this project, we will investigate the reaction mechanism of CrTet1 mainly by identifying the byproducts of the reaction and by mutational analyses of CrTet1, which is expected to be different from that of mammalian Tet enzymes. We plan to map the new DNA modifications in the genome of Chlamydomonas and reveal its potential function by comparing with the transcriptome and proteome in various stages of Chlamydomonas. We have recently developed a CRISPR/Cas9-based gene editing approach in Chlamydomonas. With this approach, CrTet1 mutant strains will be established to investigate the biological significance of CrTet1 and the novel DNA modifications it catalyzes.
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A vitamin-C-derived DNA modification catalysed by an algal TET homologue
由藻类 TET 同系物催化的维生素 C 衍生 DNA 修饰
DOI:10.1038/s41586-019-1160-0
发表时间:2019-05-23
期刊:NATURE
影响因子:64.8
作者:Xue, Jian-Huang;Chen, Guo-Dong;Xu, Guo-Liang
通讯作者:Xu, Guo-Liang
DOI:10.1111/tpj.16265
发表时间:2023-05-24
期刊:PLANT JOURNAL
影响因子:7.2
作者:Chen,Hui;Yang,Qing-Lin;Huang,Kai-Yao
通讯作者:Huang,Kai-Yao
UNG糖苷酶在DNA去甲基化和哺乳动物早期胚胎发育过程中的作用及机制
- 批准号:31430049
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:335.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
哺乳动物基因组DNA中甲基胞嘧啶氧化修饰调控机理的研究
- 批准号:31230039
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:285.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
胸腺发育的表观遗传调控
- 批准号:90919061
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:200.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
DNA甲基转移酶复合物在胚胎发育表观遗传调控中的作用及其机制
- 批准号:30730059
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:170.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
配子发生过程中基因组DNA甲基化谱式建立的机制
- 批准号:30671187
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:35.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
DNA修复过程中的基因组甲基化谱式稳定维持的机制
- 批准号:30571058
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:徐国良
- 依托单位:
国内基金
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