基因组印记与研究方法

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▪ 2.7 印记基因在真兽哺乳亚纲动物保守。在 小鼠中发现的印记基因一般在其他哺乳动物
也表现印记特征，但少数基因例外（Cd81、
Igf2r）。见表
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3可能的印记作用机制
3.1 DNA甲基化 ▪ DNA甲基化是一种DNA结构修饰。它
一般和基因沉默相关联，去甲基化常和 沉默基因的重新激活有关。 ▪ DNA甲基化的转录调控可能参与哺乳动 物基因组印记的产生。
transcription factory
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▪ 3.2 乙酰化 ▪ 组成核小体的组蛋白的不同氨基酸残基的乙
酰化一般和活化的染色质构型和有表达活性 的基因相关联。 ▪ H4组蛋白的乙酰化可能通过调节染色质的结 构参与印记。
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▪ Igf2-H19 区域启动子区内H4的乙酰化水平在 两条亲本染色体上存在差异，表达的等位基 因比沉默的等位基因乙酰化水平高 。
11号染色体。 Igf2 编码胎儿的一个生长因子，父本等位
基因表达。 H19的转录物是功能未知的非编码 RNA，
母本等位基因表达。
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▪ CTCF蛋白是一个锌指蛋白，结合到特定 DMR上起绝缘子作用，这种作用具有位置依 赖性。
▪ CTCF还介导interchromosomal association,(小鼠7号染色体的Igf2-H19和染 11号色体的Wsb1-Nf1).这种 interchromosomal association 可能参与 基因组印记。
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▪ 在印记区域亲本等位基因一般存在甲基化差 异，这些区域称为差异甲基化区 （ differentially methylation region ， DMR）。
▪ DMR 在调控基因印记中起重要作用。
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▪ Igf2-H19 的印记机制: Igf2-H19 区域定位于小鼠7号染色体、人
Mash2---Insulin-2(Ins-2) and Igf2---H19。 人15号染色体： ZNF127 --SNRPN---IPW (encodes RNA) 。
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▪ 2 .2印记基因复制的异步性。 ▪ Igf2-H19区域的复制：父源等位基因复制早
于母源等位基因。
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▪ 2.3 染色体上基因印记的发生具有空间位置 的限制性，同一条染色体上两个印记基因之 间的基因、与印记基因相邻的基因通常不表 现印记修饰。
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chromosome7
gene
imprinting control region
gene
Igf2
thranscription factors?
CTCF
H19
oth源自文库r proteins ? enhancer
gene
Wsb1
chromosome11
gene
Nf1 imprinting control region-associated site
如Dlk1-Gtl2 区域中antipeg11。
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▪ Dlk1-Gtl2 印记区域：
该区域位于小鼠12号染色体远端、人 14q32、绵羊18号染色体远端。
Dlk1, Peg11,Dio3 是该区域的蛋白编码基
因，是Sushi-ichi 样逆转录因子的Gag、Pol
的同源物。
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4基因组印记异常与疾病
▪ 基因组印记异常常和各种发育紊乱和疾病相 关，这些紊乱和疾病通常是由不正确的调节、 剂量改变和突变造成的。
▪ 印记基因的表达异常可能引起癌症、神经行 为和发育异常，还能影响母性行为。
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5 基因组印记的研究方法
▪ 验证基因印记最基本的方法： Mat(AA) × Fat(BB)
▪ 目前在小鼠和人上已经发现了100多个印记 基因（印记转录单元）。见表
▪ 印记与研究方法.ppt
基因组
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2 印记基因的特征
▪ 2.1 印记基因常成簇存在。如印记基因
Mash2、Ins、Igf2、H19位于染色体上不到
400kb的范围内。 ▪ 如小鼠7号染色体 p57KIP2, KvLQT1 and
▪ CTCF结合蛋白和组蛋白去乙酰化活性有关。
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▪ 3.3 Micro RNA ▪ MicroRNA（miRNA）是指长度为21－25nt
的小型非编码RNA，由具有发夹结构的约7090个碱基大小的单链RNA前体加工而成,通过 抑制翻译或导致mRNA降解机制参与广泛的 发育和细胞过程。 ▪ 有些印记区域含有miRNA，参与印记的发生。
▪ 2.4 印记基因的发生常与该基因编码区、启 动子区以及其上下游区域特定的CpG序列有 关，这些特定序列的甲基化状态常影响亲本 特异性。
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▪ 2.5 基因印记的发生常有组织特异性和 发育阶段特异性。
▪ 2.6 基因组中存在印记维持元件，这些 印记维持元件的缺失会导致部分印记基 因印记的丢失。
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基因称为母系印记基因。如：Igf2 ，Ins , Ndn.
父系印记：父本等位基因沉默的印记基因称为父系 印记基因。如：Cpa4, H19,Cd81.
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▪ 目前在昆虫、植物、在真兽哺乳亚纲动物 （eutherian mammals）和有袋类动物 （marsupials）中发现了印记现象；而在单 孔类（monotremes）和鸟类中没有发现印记 现象。
▪ Those whose expression is dependent on the parental origin of the allele are known as imprinted genes.
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▪ 印记基因中来自双亲的两条等位基因只有一个表达， 另一个不表达或表达甚微。 母系印记：母本等位基因沉默（父本表达）的印记
大家好
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基因组印记与研究方法
报告人 : cgl 2006年10月17日
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主要内容
▪ 1 基因组印记与印记基因 ▪ 2 印记基因的特征 ▪ 3 可能的印记机制 ▪ 4 基因组印记与疾病 ▪ 5 基因组印记研究方法
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1 基因组印记与印记基因
▪ 1 Genomic imprinting is a phenomenon in which alleles of a gene are expressed differentially depending on their parental origin.