低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础

摘要

哺乳动物配子发生过程中双亲特异性甲基化印迹导致父母双方的基因组在发育的不等性和互补性，使父母双方的基因组对正常发育都是必需的。因此，基因组印迹是胚胎发育过程中基因组整体水平上的基因表达调控至关重要的第一步，也是哺乳动物两性生殖的表观遗传基础。但基因组印迹在脊椎动物中的进化起源、形成并维持稳定的表观遗传修饰分子机制都还完全不清楚。在动物界，由于至今未在非哺乳动物中发现内源印迹基因，基因组印迹被认为可能是胎生哺乳动物单独进化出来的。为探索基因组印迹的进化起源，我们研究了哺乳动物印迹基因在低等脊椎动物的同源基因中是否存在双亲特异性差异甲基化区域。将全面深化对脊椎动物发育过程中基因组整体水平上表观遗传调控规律的认识；为了解和揭示基因组印迹在脊椎动物中的进化起源、形成和维持稳定的表观遗传修饰分子机制提供线索。 本研究的主要内容、结果和结论是： 1、根据已知的金鱼Igf2基因的cDNA序列（GenBank：FJ410929），通过基因组步行方法，获得了Igf2基因ATG上游5’侧翼约1.2Kb的序列。经DNA测序后，使用NCBI上的blast程序将测序结果和已知的Igf2序列进行比对，确认所获得的序列为Igf25’上游侧翼序列。序列结果已递交到GenBank（FJ410930）。根据CpG岛的定义，用CpG岛预测软件Methprimer对已知序列（包括5’侧翼序列和编码序列）进行CpG岛的搜索和确定，在金鱼Igf2基因的内部确定了一个C、G含量丰富的区域，包括整个第三外显子在内。 2、通过用亚硫酸氢盐测序的方法对金鱼Igf2基因的CpG岛在精子，卵子，不同发育阶段胚胎以及成体不同组织中的甲基化情况的分析表明：金鱼Igf2基因与哺乳动物Igf2基因一样在其内部存在DMR，该区域在卵子中没有甲基化，在精子中被高度甲基化；但与哺乳动物印迹基因不同，金鱼的双亲特异性甲基化差异不能在胚胎发育过程中保持稳定，可能是脊椎动物进化早期的一种初级的基因组印迹。这些结果说明低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础，基因组印迹不是哺乳动物单独进化产生的。

目录

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第一章前 言

1.1印迹基因的特点

1.2基因组印迹的生物学功能

1.3基因组印迹的分子机制

1.4基因组印迹中尚有待研究的问题

1.5低等脊椎动物中有关基因组印迹的研究情况

1.6哺乳动物印迹基因Igf2的研究情况

1.7 DNA甲基化印迹的研究方法与技术

1.8本课题研究的目的及意义

第二章金鱼Igf2基因5'侧翼序列的扩增及CpG岛的预测

2.1前言

2.2材料和方法

2.3结果

2.4讨论

第三章金鱼Igf2基因CpG岛甲基化水平的分析

3.1前言

3.2材料和方法

3.3结果

3.4讨论

第四章本研究的主要结果和进一步研究设想

4.1本研究取得的主要研究结果有

4.2进一步研究设想

参考文献

硕士学习期间论文发表情况

致谢