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hESC中5-羥甲基胞嘧啶的基因組分布

日期:2011-06-24 08:18:35

美國加利福尼亞大學(xué)的研究人員近日繪制出第一張人胚胎干細(xì)胞中5-羥甲基胞嘧啶(5hmC)的基因組分布圖,發(fā)現(xiàn)5hmC集中在增強(qiáng)子以及基因本身,暗示了5hmC在基因調(diào)控中的潛在作用。該研究結(jié)果發(fā)表在6月20日的《Genome Biology》上。

近兩年,研究人員發(fā)現(xiàn)5hmC在某些細(xì)胞類型中大量存在,包括胚胎干細(xì)胞。同時(shí),越來越多的證據(jù)表明,將5-甲基胞嘧啶(5mC)轉(zhuǎn)化成5hmC的TET蛋白扮演著重要的生物角色。為了進(jìn)一步了解5hmC的功能,研究人員陸續(xù)著手分析它在基因組中的分布。

在這項(xiàng)研究中,研究人員使用了hmeDIP-seq技術(shù),即先開展羥甲基DNA免疫沉淀,之后在Illumina Genome Analyzer平臺(tái)上進(jìn)行大規(guī)模并行測(cè)序。在這之前,人們富集5hmC主要是通過化學(xué)反應(yīng)添加標(biāo)簽,再親和純化。而現(xiàn)在,5hmC特異抗體的上市,使得5hmC的直接免疫沉淀成為可能。他們使用的是Active Motif和Diagenode這兩家公司的抗體。

通過數(shù)據(jù)分析,研究人員發(fā)現(xiàn)5hmC主要集中在增強(qiáng)子以及基因本身,暗示了5hmC在基因調(diào)控中的潛在作用。與它在增強(qiáng)子中的定位一致,5hmC還大量集中在與增強(qiáng)子相關(guān)的組蛋白修飾位點(diǎn),如H3K4me1和H3K27ac。同時(shí),5hmC還集中在其他的蛋白-DNA相互作用位點(diǎn),如OCT4和NANOG結(jié)合位點(diǎn)。

此結(jié)果與之前報(bào)道的小鼠胚胎干細(xì)胞中5hmC的基因組分布相似。據(jù)5月份的《Nature》雜志報(bào)道,波士頓兒童醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn),5hmC片段主要集中在外顯子和轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)附近,尤其是H3K27me3和H3K4me3位點(diǎn)。

同時(shí),研究人員還發(fā)現(xiàn)5hmC區(qū)域富含GC,但GC含量有差異。在5’端,G多過C,而3’端剛好相反,C多過G。這種現(xiàn)象在與基因和增強(qiáng)子重疊的5hmC區(qū)域以及未與上述元件重疊的區(qū)域都觀察到,暗示這種序列組成是所有5hmC區(qū)域的共同特征。

有趣的是,New England Biolabs(NEB)公司的兩名科學(xué)家Shannon Morey Kinney和Sriharsa Pradhan也參與了此項(xiàng)研究。在羥甲基化位點(diǎn)的驗(yàn)證過程中,研究人員使用了NEB公司的EpiMark 5-hmC and 5-mC Analysis Kit。此試劑盒是市場(chǎng)上第一個(gè)定量5-hmC的PCR型分析。


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