细胞周期中全基因组DNA甲基化遗传的时序分析

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基本信息

项目摘要

DNA methylation is essential for normal function of cells. In a cell cycle, genetic information of parental DNA is inherited by semi-conservative replication; meanwhile, parental DNA methylome must be transmitted to newly-synthesized DNA strands correctly. However, it is still uncertain when methylation modification is added to daughter DNA strand after replication. Thus, this project will directly study the start and end time points of DNA methylation inheritance during cell cycles in detail. By means of single cell DNA methylation sequencing, we will establish DNA methylome maps of cells in different cell cycles stages. Through analyzing the dynamics of whole genome single base methylation state during cell cycles, we will uncover the start and end time points in DNA methylation inheritance, deepening our understanding of DNA methylation inheritance.
DNA甲基化是细胞正常功能所必需的。在细胞周期中，亲代DNA的遗传信息以半保留复制的方式遗传给下一代，与此同时，亲本的DNA甲基化信息也必须正确的遗传给新合成的子代DNA。然而关于DNA甲基化在DNA复制之后何时被加到DNA序列上，仍没有定论。因此本课题将直接、详尽地研究细胞周期中DNA甲基化遗传起始和完成的时间点。采用单细胞DNA甲基化测序技术建立细胞周期中各个不同阶段的细胞DNA甲基化图谱，分析全基因组水平各位点DNA甲基化状态在细胞周期中的动态变化，揭示细胞周期中DNA甲基化遗传起始和终止的时间点，加深对细胞周期中DNA甲基化遗传的理解。

结项摘要

染色质上的易接近区域一般是一些顺式调控元件，比如启动子和增强子等。这些区域往往会被特异的转录因子结合并激活附近基因的表达。由于染色质易接近区域容易被DNase I切割，所以它们也被称为DNase I超敏感位点（DNase I hypersensitive site, DHS）。目前，人类早期胚胎的染色质的调控元件图谱的动态变化规律及功能尚不清楚。因此我们利用DNase-seq的方法绘制了人类早期胚胎从2-细胞阶段到囊胚阶段的染色质易接近性图谱。我们的数据揭示染色质易接近性图谱在人类早期胚胎发育过程中逐渐建立。启动子具有DHS的基因处于表达或者预备表达的状态。OCT4结合基序在人类合子基因组激活（Zygotic genome activation, ZGA）时期的DHS里富集，而非小鼠ZGA时期的DHS里富集，提示OCT4在人类而非小鼠ZGA里发挥重要作用。后续的基因敲低实验的结果也证实了OCT4对于人类而非小鼠ZGA是必需的。我们进一步发现具有低CpG密度的启动子往往在胚胎发育的后期建立DHSs。同时，在进化上相对年轻的基因趋向于在胚胎发育后期建立启动子DHSs并表达；而进化上古老的基因则趋向于在胚胎发育的早期建立启动子DHSs并表达。并且我们也发现人类特异活跃的转座子元件SVA 和HERV-K等在早期胚胎里呈开放和高表达状态，而在成熟组织里很少开放和表达。综上，我们的工作为研究人类早期胚胎发育过程中基因表达调控网络提供了宝贵的资源，并从进化发育的视角阐述了早期胚胎里基因和转座子的表达调控机制。

项目成果

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科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Chromatin Accessibility Landscape in Human Early Embryos and Its Association with Evolution
人类早期胚胎的染色质可及性景观及其与进化的关系
  • DOI：
    10.1016/j.cell.2018.02.028
  • 发表时间：
    2018-03-22
  • 期刊：
    CELL
  • 影响因子：
    64.5
  • 作者：
    Gao, Lei;Wu, Keliang;Liu, Jiang
  • 通讯作者：
    Liu, Jiang

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其他文献

鲇楚克拉虫Zschokkella parasiluri Fujita,1927的重描述及分子系统学研究
  • DOI：
    10.13603/j.cnki.51-1621/z.2018.10.012
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    内江师范学院学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张雕雕;杨承忠;高磊;赵元莙
  • 通讯作者：
    赵元莙
包头市小学生超重/肥胖影响因素分析
  • DOI：
    10.16833/j.cnki.jbmc.2017.09.036
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    包头医学院学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁甜;包艳;张梦洁;高磊;候瑞丽;史雪敏
  • 通讯作者：
    史雪敏
Polarization-dependent pulse dynamics of mode-locked fiber laser with near-zero net dispersion
具有近零净色散的锁模光纤激光器的偏振相关脉冲动力学
  • DOI：
    10.7567/1882-0786/ab492d
  • 发表时间：
    2019-10
  • 期刊：
    Applied Physics Express
  • 影响因子：
    2.3
  • 作者：
    曹玉龙;高磊;李雨佳;冉洪清;孔令迪;吴强;黄礼刚;黄维;朱涛
  • 通讯作者：
    朱涛
天津市孤独症谱系障碍儿童膳食营养状况
  • DOI：
    10.16835/j.cnki.1000-9817.2021.09.010
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    中国学校卫生
  • 影响因子：
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  • 作者：
    石芮;韩钰;高磊;汪耿夫;张欣
  • 通讯作者：
    张欣
GFRP筋混凝土柱抗震性能试验
  • DOI：
    10.19721/j.cnki.1001-7372.2017.10.008
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国公路学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邓宗才;高磊;王献云
  • 通讯作者：
    王献云

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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