重离子辐射小鼠旁器官LTNE1和B1甲基化遗传分析

摘要

空间辐射生物学效应机制的研究对于人类的太空探索越来越重要。大量的研究发现，空间辐射不仅能够引起生物遗传学方面的改变，也能引起其表观遗传学方面的变化，其中尤其是DNA甲基化状态的变化。研究发现，两类逆转座子，即长穿插重复序列LINE家族中的LINE1与短穿插序列SINE家族中的B1广泛分布在哺乳动物基因组中。它们参与基因的表达调控，其甲基化状态跟癌症等多种疾病的发生有密切关系，甚至有学者证明研究它们的甲基化状态就可以代表整个基因组的甲基化状态。本实验室的前期研究发现，头部受到12C6+重离子辐射的小鼠，其旁器官肝脏的基因组DNA甲基化多态率发生明显改变。然而重离子辐射是否会引起小鼠肝脏逆转座子LINE1和B1的启动子甲基化的改变及其在后代小鼠中的变化情况仍需要进一步研究。
　　本实验采用辐射剂量为200mGy(能量为1.98 GeV，辐射剂量率为0.5Gy/min，传能线密度(LET)为30Kev/μm）12C6+重离子辐射C57雄性小鼠头部，采用MSP的方法研究其辐射后6个月肝脏LINE1和B1的启动子甲基化变化情况，F0代辐射雄性与未受到辐射的雌性小鼠交配后产生的子代F1，以及F1之间兄妹交配得到的后代F2的L1NE1和B1的启动子甲基化变化情况;并探索三代中LINE1和B1逆转座子的甲基化改变与旁效应和基因组不稳定的关系。结果发现，LINE1和B1的启动子区CG位点中只有个别位点发生了甲基化的改变，且不同世代有明显的变化规律。这些结果表明，LINE1和B1的启动子区甲基化状态不受辐射旁效应的影响，辐射引起的旁效应和基因组不稳定性可能与逆转座子的甲基化状态无关。

目录

声明

摘要

引言

第1章 绪论

1．1 空间辐射特性

1．1．1 空间辐射环境特点

1．1．2 重离子辐射的特性

1．2 空间辐射生物学效应

1．2．1 空间辐射引起的旁效应

1．2．2 空间辐射引发的基因组不稳定

1．3 空间辐射对表观遗传学的影响

1．3．1 基因组中的逆转座子

1．3．2 胁迫条件对逆转座子LINE1和B1的影响

1．3．3 基因组DNA甲基化

1．3．4 胁迫条件对基因组DNA甲基化影响

1．3．5 逆转座子DNA甲基化研究方法

1．4 本课题的目的与意义

第2章 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．1．1 材料准备

2．2 实验方法

2．2．1 小鼠基因组DNA的提取

2．2．2 小鼠逆转座子LINE1和B1引物的设计

2．2．3 用亚硫酸盐处理小鼠基因组

2．2．4 所用的PCR条件

2．2．5 对PCR产物进行回收

2．2．6 LB和AMP培养基的制备

2．2．7 T载体克隆和DNA连接

2．2．8 细菌转化实验和对菌液进行PCR和测序

2．2．9 测序结果分析

第3章 结果与讨论

3．1 小鼠基因组DNA的提取

3．1．1 小鼠基因组DNA的提取

3．1．2 小鼠基因组DNA的浓度统一

3．2 PCR条件摸索

3．2．1 小鼠逆转座子LINE1和B1的PCR扩增

3．2．2 基因组引物验证

3．3 扩增条带克隆和回收

3．3．1 目的条带回收

3．3．2 克隆产物进行PCR

3．4 基因组突变(SNP)分析

3．4．1 LINE1基因组突变分析

3．4．2 B1基因组突变分析

3．5 辐射小鼠LINE1启动子甲基化分析

3．5．1 各组之间甲基化情况

3．5．2 世代的甲基化情况

3．6 辐射小鼠B1启动子甲基化分析

3．6．1 各组之间甲基化情况

3．6．2 世代之间的甲基化情况

3．7 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢

作者简介