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【求助】表观遗传学问题二——组蛋白修饰怎样遗传?
都知道甲基化怎样遗传和去除,而组蛋白修饰是怎样遗传的?它是怎样随环境变化的?在个体发育中是否出现像甲基化这种擦除再修饰?【求助】表观遗传学问题二——组蛋白修饰怎样遗传?
这三个问题确实有挑战性
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【求助】表观遗传学问题二——组蛋白修饰怎样遗传?
字体: 小 中 大 | 打印 发表于: 2013-12-20 20:36 作者: jiushikeshui371 来源: 分析测试百科网
最新回复
ii077345 (2013-12-20 20:36:48)
组蛋白修饰有一些是很稳定的如H3K9ME3,H4K20ME3,这些维持异染色质的修饰不容易变化.而调节基因表达的如H3K4, H3K36容易变化.激素应该算一种外界刺激吧,一些激素受体会与组蛋白甲基化酶相互作用,从而使修饰发生变化.至于其它环境因素,研究可能还不多.神经生物学家认为记忆也和表观修饰有关,但研究还不够深入.
idoww (2013-12-20 20:38:46)
战友能出示一下证据么?
nvdabing (2013-12-20 20:40:54)
战友所说的全保留和半保留,个人理解是相对DNA复制来说的。所谓全保留,是指旧的组蛋白随机加入到两条DNA子链中(当然不完全随机),也就说两条子链都保留了组蛋白信息。而半保留是指旧的组蛋白只保留于两条子链中的一条,另一条完全结合新的组蛋白。事实上,组蛋白标记主要存在于H3,H4上,一般认为DNA复制时,H3,H4并不从DNA上解离,而是随机分布到两条子链上。而H2A,H2B会解离,然后随机组装。
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idoww (2013-12-20 20:41:15)
idoww (2013-12-20 20:41:37)
表观遗传学与干细胞研究的科学前沿
nvdabing (2013-12-20 20:42:21)
nvdabing (2013-12-20 20:42:43)
ii077345 (2013-12-20 20:42:59)
DNA复制时,组蛋白八聚体也会随之加倍。人们非常关注两个问题:1,旧的组蛋白怎样分布在两条复制的DNA上?2,旧的组蛋白复合体在复制过后还会保持完整吗?
如果旧的还是完整的在一起,就遵从我和th-chen战友在上面提到"全保留"模型
1,Weintraub, H. Cell. 1976 Nov;9(3):419-22.
Seale, R. L. Cell. 1976 Nov;9(3):423-9
这两个工作用cycloheximide抑制组蛋白合成,micrococcal消化复制后的chromatin(同位素标记),发现消化过的产物中只有整个的核小体,而没有半个的核小体。说明旧的组蛋白可能是不分开的。他们的缺点就是体系中没有新的组蛋白合成
2, Seale, R. L. (1978) Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 75, 2717–2721
Cusick, M. F., DePamphilis, M. L., and Wassarman, P. M. (1984) J. Mol. Biol. 178, 249–271
Krude, T., and Knippers, R. (1991) Mol. Cell. Biol. 11, 6257–6267
Randall, S. K., and Kelly, T. J. (1992) J. Biol. Chem. 267, 14259–14265
这几个工作利用的是体外复制系统。得到的结果与上述体内结果一致。他们的问题同样是体系内没有新的组蛋白可供复制后的组装。
3, Crémisi, C., Chestier, A., and Yaniv, M. (1978) Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 42, 409–416
Sogo, J. M., Stahl, H., Koller, T., and Knippers, R. (1986) J. Mol. Biol. 189, 189–204
Crémisi, C以polyoma virus minichromosome 为研究对象。polyoma virus minichromosome 成环状,有约21个核小体。puromycin处理抑制蛋白合成,但DNA复制还可以完成。他们发现复制过的polyoma virus minichromosome 只有约11个核小体,而且没有发现半个的核小体。Sogo, J. M用SV40 minichromosome也得到相似的结论。
以上三方面的研究均支持“全保留”模型,只是还都有各自的漏洞
还有一些研究通过研究组蛋白H3/H4 tetramer(四聚体)的稳定性从侧面验证“全保留”模型
4,H3/H4 tetramer在体外条件下非常稳定
Baxevanis, A. D., Godfrey, J. E., and Moudrianakis, E. N. (1991) Biochemistry 30, 8817–8823
Karantza, V., Freire, E., and Moudrianakis, E. N. (1996) Biochemistry 35, 2037–2046
Banks, D. D., and Gloss, L. M. (2003) Biochemistry 42, 6827–6839
Baxevanis, A. D发现,在各种pH及离子强度下H3/H4 tetramer均比 dimer稳定。另外,在近似体内的pH和离子强度条件下,dimer和 tetramer的平衡趋向于tetramer,即tetramer占主要部分。
当然,tetramer在一定条件下也会分成两个dimer。Karantza, V和Banks, D. D.的研究中,温度升高及盐酸胍等变性剂可以把tetramer分开。
5,更重要的是H3/H4 tetramer体内也是稳定的
Prior, C. P., Cantor, C. R., Johnson, E. M., and Allfrey, V. G. (1980) Cell 20, 597–608
Jackson, V. (1990) Biochemistry 29, 719–731
Jackson, V. (1999) Methods 17, 125–139
Yamasu, K., and Senshu, T. (1990) J. Biochem. (Tokyo) 107, 15–20
Prior 利用Physarum这种生物,它可以吸收接触其表面的外源蛋白,并用于自身细胞结构的构建。他们用蓝色荧光染料pyrene标记H3的cystein 110.当两分子的pyrene靠近时发绿光。即H3/H4 tetramer发绿光。当标记好的H3被吸收入细胞内时,最初观察到的是蓝光在细胞质中,随后入核。大部分的蓝光在核内同时变为绿光,而且,复制5次后仍然可见绿光,蓝光不再出现。这说明几轮复制之后旧的组蛋白H3,H4复合物是在一起的。
Jackson, V和Yamasu, K利用重同位素标记加密度梯度离心的方法验证上述结论,这个实验也是在教科书中见到过的。
目前,还没有强力的证据支持H3/H4 dimer 存在并同 DNA结合的证据。但有文章表明在组装到chromatin之前,H3/H4 dimer 与asf1形成三聚体。
Tagami, H., Ray-Gallet, D., Almouzni, G., and Nakatani, Y. (2004) Cell 116, 51–61
nvdabing (2013-12-20 20:43:14)
ii077345 (2013-12-20 20:43:38)
正如th_chen战友所说,组蛋白八聚体会解离成一分子H3/H4 tetramer,与两分子H2A/H2B dimer。
DNA复制时,H3/H4 tetramer 可能不与DNA分开,而H2A/H2B dimer失去了DNA的保护,会很容易从chromatin上掉下来。新的H2A/H2B dimer装入也是随机的。这样看来组蛋白八聚体肯定不是“全保留”了。但这一事实也可以理解。因为已知大部分的组蛋白修饰都在H3 和H4上,这样也可以保证需要被继承的修饰有模板可循。
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