不依赖于RdDM调控的表观遗传信息传递的分子机理

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基本信息

  • 批准号：
    31330041
  • 项目类别：
    重点项目
  • 资助金额：
    299.0万
  • 负责人：
    巩志忠
  • 依托单位：
    中国农业大学
  • 学科分类：
    C0601.遗传物质结构与功能
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Transcriptional gene silencing (TGS) is regulated by different mechanisms. Among them, RNA-directed DNA methylation (RdDM) in controlling transposons and non-protein-coding repeat regions has been well studied in plants. However, the molecular mechanism of TGS mediated by the RdDM-independent pathway is barely known. Our previous studies indicated that Arabidopsis mutants defective in DNA replication released TGS of the silenced genes, which is not dependent on RdDM pathway. This is a very popular biological phenomenon that is also found in yeast and animals, but the molecular mechanisms are unknown. We are planning to use two developed TGS systems that are independent on RdDM pathway to isolate more mutants and to clone the corresponding genes. We will use these materials to resolve one key scientific question: What roles of these proteins in inheritance of epigenetic information during DNA replication? Our study will provide more clues for understanding the TGS mechanism mediated by RdDM-independent pathway.
在植物中转录基因沉默可以被多种不同的机制调控。其中，RNA介导的DNA甲基化(RdDM)在调控转座子以及一些重复序列的基因沉默研究方面的研究较为深入，但目前对于不依赖于RdDM调控的基因沉默机制知道的较少。我们利用两个特殊的基因沉默体系，通过筛选基因沉默解除和抑制基因沉默的突变体，解析不依赖于RdDM途径的转录基因沉默机理。通过筛选，我们获得大量的突变体，并克隆了一些新的基因。其中一类基因编码DNA复制核心蛋白，暗示这些基因在DNA复制中对表观遗传信息的传递起重要作用。这一现象也在酵母、动物中广泛存在。我们计划利用这些拟南芥材料，通过各种生化、遗传等分析，阐明在DNA复制过程中，这些蛋白在表观遗传信息传递过程中的作用及其分子机理。这些研究将为深入理解不依赖于RdDM调控的基因沉默机制提供重要的线索。

结项摘要

在植物中转录基因沉默可以被多种不同的机制调控。其中，RNA介导的DNA甲基化(RdDM)在调控转座子以及一些重复序列的基因沉默研究方面的研究较为深入，但目前对于不依赖于RdDM调控的基因沉默机制知道的较少。我们利用两个特殊的基因沉默体系，通过筛选基因沉默解除和抑制基因沉默的突变体，解析不依赖于RdDM途径的转录基因沉默机理。通过筛选，我们获得获得了该途径5个新基因：ROS5、MBD7、POLD2、FEN1、MAT4，解析了它们在表观遗传信息传递过程中的作用及其分子机理，这些研究将为深入理解不依赖于RdDM调控的基因沉默机制提供重要的线索。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Requirement for flap endonuclease 1 (FEN1) to maintain genomic stability and transcriptional gene silencing in Arabidopsis.
拟南芥中需要瓣状核酸内切酶 1 (FEN1) 来维持基因组稳定性和转录基因沉默
  • DOI：
    10.1111/tpj.13224
  • 发表时间：
    2016-09
  • 期刊：
    The Plant journal : for cell and molecular biology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhang J;Xie S;Zhu JK;Gong Z
  • 通讯作者：
    Gong Z
Methyl-CpG-Binding Domain Protein MBD7 Is Required for Active DNA Demethylation in Arabidopsis
拟南芥中甲基 CpG 结合域蛋白 MBD7 是活性 DNA 去甲基化所必需的
  • DOI：
    10.1104/pp.114.252106
  • 发表时间：
    2015-03-01
  • 期刊：
    PLANT PHYSIOLOGY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Wang, Chunlei;Dong, Xiaomei;Gong, Zhizhong
  • 通讯作者：
    Gong, Zhizhong
METHIONINE ADENOSYLTRANSFERASE4 Mediates DNA and Histone Methylation
蛋氨酸腺苷转移酶 4 介导 DNA 和组蛋白甲基化
  • DOI：
    10.1104/pp.18.00183
  • 发表时间：
    2018-06-01
  • 期刊：
    PLANT PHYSIOLOGY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Meng, Jingjing;Wang, Lishuan;Gong, Zhizhong
  • 通讯作者：
    Gong, Zhizhong
The Second Subunit of DNA Polymerase Delta Is Required for Genomic Stability and Epigenetic Regulation
DNA 聚合酶 Delta 的第二个亚基是基因组稳定性和表观遗传调控所必需的
  • DOI：
    10.1104/pp.15.01976
  • 发表时间：
    2016-06-01
  • 期刊：
    PLANT PHYSIOLOGY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Zhang, Jixiang;Xie, Shaojun;Gong, Zhizhong
  • 通讯作者：
    Gong, Zhizhong
REPRESSOR OF SILENCING5 Encodes a Member of the Small Heat Shock Protein Family and Is Required for DNA Demethylation in Arabidopsis
REPRESSOR OF SILENCING5 编码小热休克蛋白家族的成员，是拟南芥 DNA 去甲基化所必需的
  • DOI：
    10.1105/tpc.114.126730
  • 发表时间：
    2014-06-01
  • 期刊：
    PLANT CELL
  • 影响因子：
    11.6
  • 作者：
    Zhao, Yusheng;Xie, Shaojun;Gong, Zhizhong
  • 通讯作者：
    Gong, Zhizhong

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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

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          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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