表觀遺傳學(xué)第四章染色質(zhì)重塑師姐找?guī)椭骖}資源

表觀遺傳學(xué)Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC第四章染色質(zhì)重塑表達(dá)：時(shí)間依賴性調(diào)節(jié)和利用宿主細(xì)胞的機(jī)1.制；2.

細(xì)菌：組

表達(dá)+負(fù)反饋調(diào)控；3.

真核生物：以核小體為基本單位的染色質(zhì)，以激活和沉默為基本方式調(diào)控

的表達(dá)。4.

染色質(zhì)重塑：

表達(dá)的

和重組等過程中，染色質(zhì)的包裝狀態(tài)，核小體中的組蛋白以及對(duì)應(yīng)的DNA分子會(huì)發(fā)生改變的分子機(jī)理。Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC染色質(zhì):陰陽(yáng)理論常染色質(zhì)異染色質(zhì)-較為疏松密度高活化在S早期DNA缺甲基化組蛋白H1缺乏組蛋白具有活化性質(zhì)的修飾-高度致密密度低沉默在S后期DNA過甲基化組蛋白H1密集組蛋白具有抑制性的修飾Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC異染色質(zhì)與常染色質(zhì)常染色質(zhì)組成型的異染色質(zhì)端粒動(dòng)粒上沉默的區(qū)域上活化的區(qū)域Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC異染色質(zhì)與常染色質(zhì)：100MbEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC異染色質(zhì)在果蠅和人中的散布K9

of

H3(H3K9me)Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC表達(dá)沉默的上的同源異型bbbE(z)(SET)K27

ofH3H3K27meplexed

chromatinhomeotic

geneEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC常染色質(zhì)vs.異染色質(zhì)Epigenetics,

2008-2009,

SemesterJenuwein

&

Allis

(2001)

Science

293,

1074H3K4me常染色質(zhì)

vs.異染色質(zhì)Epigenetics,

2008-2009,

SemesterJenuwein

&

Allis

(2001)

Science

293,

1074H3K9me常染色質(zhì)vs.異染色質(zhì)Epigenetics,

2008-2009,

SemesterJenuwein

&

Allis

(2001)

Science

293,

1074同源異型

的調(diào)控H3K27meRepressed

homeotic

geneactive

homeotic

geneEpigenetics,

2008-2009,

SemesterJenuwein

&

Allis

(2001)

Science

293,

1074內(nèi)容綱要一、核小體的定位二、染色質(zhì)重塑的假設(shè)步驟三、染色質(zhì)重塑復(fù)合物的種類與功能四、染色質(zhì)重塑的幾種模式五、細(xì)胞周期中的染色質(zhì)重塑Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC一、核小體的定位1.

由

組蛋白和146bp的

DNA組成；2.由8-114bp的連接DNA以及H1組成連接結(jié)構(gòu)；3.

核小體的定位影響染色質(zhì)的功能Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC核小體的分布A：有絲

間期的

纖維：30nmB：DNA鏈拉伸后核小體的分布Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC核小體1.鏈上的珠子+連接DNA:~200bp2.

組蛋白；3.通過核酶切割DNA：直徑11nm的核小體Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC核小體(2)1.

組蛋白：8個(gè)組蛋白的復(fù)合物；2.

146bp的

DNA；3.平均纏繞1.65圈。Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC組蛋白A.

組蛋白：H2A,H2B,H3

&

H4B.組蛋白的結(jié)構(gòu)；C.組蛋白二聚體的結(jié)構(gòu)08-2009,

Semester

1,

USTC組蛋白(2)二聚體：H3

&

H4,H2A

&

H2BEpigenetics,

20組蛋白(3)四聚體vs.八聚體Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC核小體DNA序列纏繞在組蛋白的八聚體上Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC核小體核小體呈致密或疏松狀態(tài)，形成30nm的纖維Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC組蛋白H1確定核小體的邊界Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC核小體分布的無規(guī)則性1.8~114bp的連接序列；2.序列特異性的DNA結(jié)合蛋白質(zhì)結(jié)合露的DNA序列。Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

UNaked &

nucleosomal

DNATranscriptionfactorfootprintDNA組裝到核小體上能夠抑制識(shí)別特異性序列的轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合DNase

I切割：平均間隔~10bpSTCDNase

IDNaseI與DNA雙螺旋的小溝結(jié)合，并切斷磷脂鍵；固定于平整表面的DNA:10.5bp/圈核小體上的DNA:10bp/圈Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC08-2009,

Semester1,

USTCDNase

Footprinting1.當(dāng)有轉(zhuǎn)錄因子與

DNA結(jié)合之后，可觀察到不能被切割的部分3.核小體：影響轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合Epigenetics,

20轉(zhuǎn)錄活性：染色質(zhì)的改變轉(zhuǎn)錄-+

DNA轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到基因的啟動(dòng)子區(qū)域Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC二、染色質(zhì)重塑的假設(shè)步驟1.兩類酶調(diào)控染色質(zhì)重塑的過程：組蛋白修飾因子(histone

modifiers)以及ATP依賴的染色質(zhì)重塑因子(chromatin

remodelers)2.組蛋白修飾因子并不改變核小體的位置，而是在DNA上作標(biāo)記，以招募其他的活性成分(組蛋白)能量，從而改3.染色質(zhì)重塑因子：水解ATP變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)4.染色質(zhì)重塑因子復(fù)合物Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC染色質(zhì)重塑因子核小體染色質(zhì)重塑因子與核小體的相互作用Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC組蛋白的乙酰轉(zhuǎn)移酶的結(jié)合活化相應(yīng)區(qū)域去凝聚狀態(tài)的染色質(zhì)活性染色質(zhì)的產(chǎn)生組蛋白乙?；?/p>

染色質(zhì)重塑復(fù)合物組蛋白去乙?；溉旧|(zhì)重塑復(fù)合物Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCMediator-Pol

II復(fù)合物：識(shí)別活化區(qū)域染色質(zhì)重塑因子定位到核小體的主要模型1.

Non-

ingmodel:

SWI/SNF通過隨機(jī)的方式在

的任意位置上定位，當(dāng)恰好存在只少一個(gè)DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子的時(shí)候使得染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)重塑；2.Pol

II

association:一部分的SWI/SNF通過RNA

pol

II的作用連接到特定的核小體上；3. ing

by

transcription

factors:SWI/SNF通過轉(zhuǎn)錄因子的介導(dǎo)定位到特定位置上。Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCester

1,

USTC其他模型：chromatinremodeling

machinesa.DNA結(jié)合蛋白的介導(dǎo)b.甲基化DNA的介導(dǎo)c.骨架actin的介導(dǎo)d.乙?；M蛋白的介導(dǎo)Epigenetics,

2008-2009,

Sem染色質(zhì)重塑的步驟a.

HOb.

interferon-βEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC三、染色質(zhì)重塑復(fù)合物的種類與功能1.染色質(zhì)的重塑因子通過利用ATP水解

的能量，將核小體重新排布，從高度致密的染色質(zhì)上解開；2.染色質(zhì)重塑因子(Chromatin

remodeling

factors)，ATPase,按照蛋白質(zhì)功能結(jié)構(gòu)域的組成分類：

A.SWI/SNF因子(mating

type

switching/sucrose

non-fermenting).

B.ISWI因子(Imitation

switch)3.細(xì)胞中存在著各種不同的染色質(zhì)重塑因子復(fù)合物：激活或者沉默

的表達(dá)

Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCSWI2/SNF2ATPaseSUPERFAMILYSWI2/SNF2subfamilyISWIsubfamilyC

2subfamilyIno80subfamilyATPaseBROMOATPaseSANTATPaseDNA

bindingCHROMOATPaseATPaseSANTSWI3

ADA2

N-CoR

TFIIIBBROMOfrom

Drosophila:

BrahmaSWI/SNFEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCSWI2/SNF2hBrmSWI2/SNF2

subfamilyISWI

subfamily染色質(zhì)重塑復(fù)合物Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCSWI/SNF的功能1.ATP或者dATP能夠促使SWI/SNF重塑核小體2.核小體重塑之后不能自發(fā)變回致密狀態(tài)Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCPc-G v

s.trx-G：表觀遺傳調(diào)控因子1.

最早在果蠅中發(fā)現(xiàn)，是同源異型

表達(dá)的上游調(diào)控因子，在細(xì)胞分化和增殖的過程中有著重要的作用；2.

PcG：沉默

的表達(dá)；

trxG(Brahma)：激活

的表達(dá)3.

在進(jìn)化過程中高度保守Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCP

cG,

trxG：表達(dá)的特異性發(fā)育的早期發(fā)育模式的確定ONOFFUbxb-Grouptrithorax-GroupMaintenance

phaseTransmission

ofpattern

afterdisappearance

of

earlyfactorsONOFFONOFFEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCFab-7Pc

+/+Fab-7Pc

-/+Fab-7trx

+/+Fab-7trx

-/+Fab-7

UAS-lacZ

whitePc-G v

s.trx-G：拮抗Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC果蠅的Brahma

(trxG)定位于 的活性區(qū)域Brahma

(trxG)與

b幾乎不共定位P

cG,trxG：定位于上不同的位置Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCPREs

&

TREs1.PREs：體內(nèi)PcG特定結(jié)合的DNA位點(diǎn)2.TREs：體內(nèi)trxG特定結(jié)合的DNA位點(diǎn)3.

多個(gè)PREs或TREs能夠增強(qiáng)

抑制或激活的能力Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCtrx-GPc-GEnx-1,

-2/Ezh-1,

-2eedAsxl1,

Asxl2Mll,

Mll2Brm,

Brg1Baf155,Baf250Baf47/Snf5Epigenetics,

2008-2009,

Semester1l,aUwScTCPRC1PRC2(PRE/TRE)同源異型Pc M33/MPc1,

MPc2,

MPc3ph

Rae28/Mph1Psc Mel18,

Bmi-1Scm Scmh1,

Scmh2Pcl

M96Pho

YY1Su(z)2 Mel18,Bmi-1dRING Ring1a,

Ring1bE(z)escAsx的表達(dá)trxtrlbrmmoBaf170osasnr1zash-1

Ash1lash-2

Ash2llidkisSWI/SNFPc-G v

s.

trx-Gprotein

motifsGenetrxGprotein

motifsGenePcGpolyhomeotic

(ph)Posterior

sex

combs

(Psc)RING

fingerPRC1complexEnhancer

of

zeste

(E(z))extra

sex

combs

(esc)b(Pc)SET

(H3K27MTase)WDrepeatchromo(Binding

to

H3

methyl

K9

or

K27)Zinc

finger,

SAMEsc/E(z)Complextrithorax

(trx)Ash-1SET

(H3/H4HMTase)/

PHD-fingerbrahma

(brm)bromo(DNA

dependent

ATPase/helicase)BrmcomplexTrithorax-like

(Trl)BTB/POZ

(dimerization)Zinc

finger

(DNA

binding)SET

(H3K4HMTase)/

PHD-fingerFACTcomplexTAC1complexPleiohomeotic

(pho)Zinc-finger

(DNA

binding)PhoRCComplexPc-G v

s.

trx-GEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCOFFONtrxG保持活性狀態(tài)(open

chromatin)PREgene組蛋白的乙?；图谆?TAC1

and

ASH1complexes)(ESC-E(Z)

complex)狀態(tài)(compact

chromatin)PcG染色質(zhì)重塑-

H2A

Ubiquitination(PRC1

complex)染色質(zhì)重塑(BRM

complex)Ac組蛋白的去乙

Me

K27

H3?；图谆?/p>

Me

K4

H3Ub

H2APc-G v

s.trx-G：作用機(jī)制Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCSWI/SNF復(fù)合物中的功能結(jié)構(gòu)域Recognizes

acetylatedlysines

in

histone

tailsBinds

DNA(sequencedependant

ORindependent)Binds

DNAAND

proteinBinds

DNA(sequencedependant

ORindependent)Binds

DNA

andmaybe

also histone

tails

what’s

thisng

in

thenucleus???Epigeneticds,un2n0o08-2009,

Semester

1,

USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCISWI：活性較低hBrmSWI2/SNF2

subfamilyISWI

subfamily最早在果蠅中發(fā)現(xiàn)SWI/SNF

vs.

ISWI：ATPaseBRAHMAISWIATPase結(jié)構(gòu)域結(jié)合乙?；慕M蛋白

結(jié)合DNA和組蛋

白的N端Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCISWI

復(fù)合物Nucleosome

Remodeling

FactorChromatin

accessibility

complexATP-dependentchromatin

assembly

andremodeling

factorNucleolar

remodeling

complexEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTCrDNA的抑制同源異型 的轉(zhuǎn)錄異染色質(zhì)的證姐妹有絲 期間保之間的連接ISWI

復(fù)合物ISWI分離間期在核內(nèi)的定位Deuring

et

al.

(2000)

Mol.

Cell

5:355ISWI與RNA

Pol

II

幾乎不ISWI

可能與染色質(zhì)的沉默有關(guān)Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,

USTC染色質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的方法Common

methodfor

yzingchromatin

structureMNase沉默的vs.活化的染色質(zhì)常染色質(zhì)或者異染色質(zhì)中的轉(zhuǎn)用micrococcalnuclease切割DNAEpigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTCISWI

ATPases：形成核小體Epigenetics,

2008-2009,

Semester

1,USTC總結(jié):SWI/SNF

&

ISWI1.主要的兩類ATPases并構(gòu)成大的