黑猩猩Wes细胞中反义RNA对DHRS4基因家族表达的调控机制

摘要

中心法则表明DNA转录成mRNA，mRNA作为模板翻译成具有功能的蛋白。但随着人类基因组计划的和DNA元件百科全书（Encyclopedia of DNA elements）的完成以及高通量测序技术的应用，我们发现，人类基因组虽然普遍转录，但转录出来的RNA只有不到2％能够编码蛋白，大部分基因组序列因不具备编码蛋白功能而被认为是“垃圾序列”。但新的研究表明，人类基因组转录生成的非编码RNAs，和mRNA一起组成了多样且复杂的细胞转录组。根据转录出的RNA碱基数量，我们把非编码RNA分为短非编码RNA和长非编码RNA（Long nonconding RNA，lncRNA）。lncRNA是指碱基序列长度大于200bp的不具有编码蛋白能力的RNA，它和mRNA相似，具有“加尾”和“加帽”结构，可以进行选择性剪切，并且大部分位于细胞核中。目前研究揭示，lncRNA在X染色体失活、基因印记、细胞多能性、免疫反应和癌症的发生发展中都具有重要的功能，是继miRNA和siRNA后又一个研究热点。
　　DHRS4基因是编码辅酶Ⅱ依赖性视黄醛脱氢还原酶（NADP(H)-dependent retinol dehydrogenase/reductase，NRDR）的编码基因。在黑猩猩中，DHRS4位于第14号染色体，有一个同源基因DHRS4L1，与DHRS4共同构成了DHRS4基因家族。通过与人DHRS4结构的比较，我们预测在黑猩猩 DHRS4的5’端存在一个反义转录本，采用RACE（Rapid-amplification of cDNA ends）方法，我们首次在黑猩猩的表皮成纤维细胞Wes中克隆到1208bp的RNA序列，命名为ASDHRS4。生物信息学分析表明其为非编码序列。RNA亚细胞定位分析发现ASDHRS4主要位于胞浆中。通过siRNA处理抑制ASDHRS4表达后再用定量PCR和Western blotting检测DHRS4的表达，发现DHRS4和DHRS4L1的RNA水平和NRDR蛋白水平均出现明显下降，表明ASDHRS4可能在转录水平调节DHRS4的表达。体外染色质免疫沉淀（Chromatin immunoprecitation，ChIP）揭示ASDHRS4可以通过组蛋白H3乙酰化和H3K27me3甲基化等机制调节DHRS4的表达。甲基化特异性-PCR检测显示DHRS4和DHRS4L1的启动子区的CpG岛都呈低甲基化状态。
　　本研究首次在灵长类物种黑猩猩体细胞中克隆了DHRS4的反义转录本ASDHRS4，发现其对正义基因DHRS4表达有调控作用，并证明该调控作用是通过组蛋白乙酰化和甲基化等表观遗传调控机制来完成。本研究结果进一步深化了长非编码RNA在表观遗传学调控过程中的作用和机制研究，丰富了不同物种间DHRS4基因家族的表达调控理论，为进一步的探究长非编码RNA作用及阐明DHRS4基因的功能提供了有力的实验依据。

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目录

第一部分 黑猩猩Wes细胞反义RNA对DHRS4基因的调节

第一章 前言

第二章材料和方法

第三章 结果

第四章 讨 论

第五章 结 论

参考文献

第二部分 DHRS4基因与miRNA-214的关系

中文摘要

Abstract

第一章 前言

第二章 实验材料和方法

第三章 实验结果

第四章 讨论

参考文献

致谢

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