课题基金 / 基金详情

DNA高级结构对家蚕胚胎发育的表观遗传调控

批准号:
31930102
项目类别:
重点项目
资助金额:
302.0 万元
负责人:
冯启理
依托单位:
学科分类:
家畜种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯启理

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
核酸上鸟嘌呤(G)或胞嘧啶(C)连续重复出现,可分别形成G4或i-motif非双螺旋高级结构。DNA高级结构参与基因转录调控属新的表观遗传调控机制。保证胚胎发育整齐出蚕一致是蚕业生产一个重要问题。我们前期发现,家蚕基因组中大量存在G4和i-motif,且转录因子BmPOUM2上的高级结构及其结合蛋白参与了胚胎发育。本项目将围绕DNA高级结构调控家蚕胚胎发育开展5个方面研究:(1)BmPOUM2参与调控家蚕胚胎发育的分子机理;(2)DNA高级结构结合蛋白BmLARK和BmILF参与调控家蚕胚胎发育的分子机理;(3)家蚕胚胎发育过程全基因组DNA高级结构鉴定分析;(4)DNA高级结构对家蚕胚胎发育表观遗传调控机理分析;(5)针对DNA高级结构调控家蚕胚胎发育的小分子化合物筛选。研究结果有助于揭示DNA高级结构对基因表观遗传的调控机制,并为解决生产中胚胎发育整齐,孵化一致提供理论指导和技术支持。
英文摘要
When multiple guanines (G) or cytosines (C) are present repeatedly and tandemly in DNA (or RNA) molecules, G-quadruplex (G4) or i-motif secondary structures can be formed. DNA secondary structures are found to be involved in the regulation of gene transcription, which is a new epigenetic regulatory mechanism. It is a critical issue in silkworm production that the uniform embryonic development and egg hatching are ensured. We have found that there are lots of secondary structures, such as G4 and i-motif, in the silkworm genome and the secondary structures in the promoter of transcription factor BmPOUM2 gene and their binding proteins are involved in the embryonic development of the silkworm. In this project, we will investigate the epigenetic regulation of embryonic development by secondary DNA structures in the silkworm by conducting the following five contents: (1) Molecular mechanism of transcription factor BmPOUM2 involving in the regulation of embryonic development. (2) Molecular mechanism of G4 and i-motif binding proteins BmLARK and BmILF involving in the regulation of embryonic development. (3) Identification and analysis of the secondary structures in the genomic DNA during the embryonic development. (4) Epigenetic regulatory mechanism of DNA secondary structures in the embryonic development. (5) Screening and analysis of small molecular compounds targeting DNA secondary that regulate embryonic development. The results of study should be helpful to reveal the epigenetic molecular mechanism of gene transcription by DNA secondary structures. It will also provide theoretical guidance and technical support for ensuring the uniform embryonic development and egg hatching in silkworm production.
项目按计划开展研究,完成了项目书中的研究内容,基本实现了预期目标。项目主要获得如下研究成果:1)阐述了转录因子BmPOUM2调控家蚕胚胎表皮形成和胚胎中肠发育的分子机制;2)解析了G4结合蛋白LARK在家蚕胚胎发育后期的重要功能;3)发现了G4结构调控脂质代谢新的生物学功能;4)鉴定到1个新的G4结构结合转录因子,为进一步研究G4结构参与胚胎发育调控功能提供了线索;5)系统地分析了G4在37个物种基因组中的进化格局,发现G4结构的数量、密度和频率随着物种进化而增加,为证明DNA高级结构是一种新的表观遗传调控机制提供了证据;6)筛选了一批特异性结合G4和i-motif结构的小分子化合物;7)发现G4及其结合蛋白RBM4在人肝癌的发生发展中具有重要调控功能,为开发新型抗癌药物提供新的靶点,拓展了项目研究内容。上述研究结果在国内外学术刊物发表研究论文13篇,另有正在审稿中和将投稿发表的论文7篇,获授权和受理国家发明专利3项。本研究不仅详细解析了G4及其结合蛋白在家蚕胚胎发育调控中的重要功能,也为证明、丰富和完善DNA高级结构是一种新的基因转录表观遗传调控机制的理论提供了实验证据。项目培养了博士后3名,博士生4名,硕士生11名,其中多人获得国家奖学金。项目负责人冯启理2022年获得中国昆虫学会首届外籍杰出昆虫学者的称号,课题主要完成人牛康康获得2021年度中国昆虫学会青年科技奖。项目负责人和核心成员多次主持和应邀参加国内外学术会议并做大会学术报告,得到国内外同行的充分评价和肯定。
基因组DNAG-四链体结构的表观遗传调控研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    160万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    冯启理
  • 依托单位:
家蚕转录因子BmPOUM2基因启动子高级结构的功能分析
  • 批准号:
    31672494
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    冯启理
  • 依托单位:
家蚕翅原基变态发育的分子调控机理
  • 批准号:
    31330071
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    301.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    冯启理
  • 依托单位:
家蚕蛹期专一的翅原基表皮蛋白基因BmWCP4的表达与调控
  • 批准号:
    31172265
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    冯启理
  • 依托单位:
国内基金
海外基金