染色质研究的新进展

New Development in Chromatin Research

   

    者:Neil M.Simpson

          Valerie J.Stewart

社:Nova Science Publishers, Inc.

号:Q243/N532/2012/Y

藏书地点:武大外教中心

 

染色质(chromatin)最早是1879Flemming提出的用以描述核中染色后强烈着色的物质。现在认为染色质是细胞间期细胞核内能被碱性染料染色的物质。其在细胞的有丝分裂期螺旋化形成染色体。染色质的基本化学成分为脱氧核糖核酸核蛋白,核小体是染色质包装的基本单位,它是由DNA、组蛋白、非组蛋白和少量RNA组成的复合物。其中DNA与组蛋白的重量比例固定,为11,非组蛋白和RNA的比例变化较大。在间期核中,染色质以两种状态存在,有的伸展开呈透明状态,称为常染色质,另一种结构卷曲凝缩,称为异染色质。异染色质具有强嗜碱性,染色深,染色质丝包装折叠紧密,与常染色质相比,异染色质是转录不活跃部分,多在晚S期复制。异染色质分为结构异染色质和兼性异染色质两种类型。结构异染色质是指各类细胞在整个细胞周期内处于凝集状态的染色质,多定位于着丝粒区、端粒区,含有大量高度重复顺序的脱氧核糖核酸,称为卫星DNA。兼性异染色质只在一定细胞类型或生物一定发育阶段凝集,如雌性哺乳动物含一对X染色体,其中一条始终是常染色质,但另一条在胚胎发育的第1618天变为凝集状态的异染色质,该条凝集的X染色体在间期形成染色深的颗粒,称为巴氏小体。染色质是一种动态结构,其形态随细胞周期之不同发生变化,进入有丝分裂时,染色质高度螺旋、折叠形成凝集的染色体。

染色质的主要功能包括包裹DNA使其呈现一种紧凑的结构状态,控制DNA的减数分裂以及有丝分裂,阻止DNA损伤,调控基因表达以及DNA的复制。在本书中,作者主要展示了染色质研究中的几个研究主题。第一章是Aurora激酶AB在有丝分裂和癌症发生中的功能。Aurora激酶是有丝分裂主要的调控子,Aurora激酶A对于中心粒的分离和成熟,以及双极性的纺锤体的组装是必须的。而Aurora激酶B在监控和介导合适的染色体-微管粘附和精确的细胞质分裂中发挥功能。这两个激酶如果功能异常将导致染色体的错配和分离,这将导致异倍体性和基因组的不稳定性。第二章从表观遗传的角度介绍了染色质研究的新进展。最开始染色质的概念是指细胞核中可以被染成深色的DNA,过去几十年的研究表明染色质在DNA复制及基因转录过程中是一个动态的结构,这种动态的性质是通过表观遗传比如核小体重塑,组蛋白的翻译后修饰以及DNA甲基化等过程实现的。第三章介绍了精细胞染色质和育性的关系。辅助生殖技术的出现使得许多研究组开始关注精细胞染色质的组成,完整性等动态结构变化对生殖影响的研究。第四章介绍了多能干细胞的维持和染色质结构的关系。从表观遗传角度来看,染色质的结构和功能对于多能干细胞的分化调控起着重要作用,这包括共价组蛋白修饰,染色质的重塑以及DNA甲基化等。第五章接受了恶性肿瘤黑色素瘤发生过程中MITF转录因子对许多基因的激活作用,从而调控黑色素瘤细胞的增殖、凋亡和入侵。第六章则描述了染色质的结构状态可能是细胞压力环境的一个指示。在不同的环境 条件下,染色质的结构是不同的。第七章介绍了DNA损伤和修复的全基因组学方法研究。DNA损伤主要是由于内源性或者外源性的基因毒性因子引起的,损害基因组的完整性,并引起突变和死亡的发生,而如何高分辨率的鉴定DNA损伤的位点,修复蛋白怎样接近损伤的染色质等问题对于修复DNA损伤至关重要,通过基因芯片以及Chip免疫共沉淀等高通量研究方法使得解决这些问题变成可能。第八章介绍了一类新专利基因Revolver在染色体标签定位识别中的应用,它是在小麦基因组中发现的一种新的多基因家族,它是一类类似转座子的基因,具有特殊的基因结构。第九章介绍了酵母基因组核酸外切因子Rad16DNA损伤修复中的作用,在紫外辐射诱导DNA损伤的过程中,组蛋白H3发生乙酰化并伴随染色质结构的变化,以及基因组核苷酸外切修复的改变,其中Rad16因子在紫外诱导的染色质重塑过程通过调控H3的乙酰化水平来实现DNA的修复中的必要作用。第十章介绍了在不育的精子中染色质的浓缩化,常规的精液分析不能鉴定精细胞染色质结构的异常。而对不育的人的精子细胞的染色质浓缩状态机DNA完整性的的研究就很有必要。第十一章介绍了染色质重塑在创伤压力反应过程的作用。作者讲解了糖皮质激素诱导创伤压力相关分子p11基因的表达而引起染色质重塑调节作用。

本书仅仅围绕染色质研究的最新进展,通过十一个章节通过不同的视角介绍了相关染色质研究的领域方向,相关的研究章节内容基本上都来源于在顶尖期刊杂志上发表的论文,立意深远,研究的细致,深入,本书不适于本科生和硕士生使用,对他们有一定的理解难度。本书对于从事于染色体等领域研究的博士研究生有很大的参考价值。

 

本书目录

前言

第一章 减数分裂和癌症发生中极光激酶AB多样的功能

第二章 染色质研究的新发展-表观遗传的视角

第三章 精子染色质的完整性,DNA片段化和雄性可育

第四章 多能干细胞的染色质状态

第五章 黑色素瘤发生中小眼畸形转录因子和染色质的结合作用

第六章 染色质状态是细胞压力整合的指示剂

第七章 通过全基因组学方法分析DNA损伤和修复

第八章 Revolver-2最近的专利:一个新的有利于染色质标签鉴别的转座子基因

第九章 酵母全基因组核酸外切因子Rad16促进DNA损伤的去除

第十章 败育精子中染色质的浓缩化

第十一章 糖皮质激素诱导的染色质重塑:创伤压力的新机制

索引

(闫俊杰)