增強子與啟動子之間的直接物理作用是一種重要的表觀遺傳調(diào)控方式,對真核生物基因表達活性具有決定性作用。然而,增強子-啟動子間的互作多樣性如何影響基因功能仍有待深入的研究。在本項目中,我們選取Sox2基因的三個增強子作為研究對象,以進一步探討其生物學(xué)效應(yīng)。它們分別代表不同的增強子一啟動子遠端互作類型:即特異性互作、共同互作、間接互作等三種互作類型。本項目利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)分別在小鼠胚胎干細胞中進行了三個增強子的敲除。通過高通量數(shù)據(jù)分析和體內(nèi)、體外表型驗證試驗,我們發(fā)現(xiàn)增強子一啟動子的不同互作模式具有特定的生物學(xué)效應(yīng)。其中,胚胎干細胞特異性的互作類型參與細胞增殖和細胞周期的調(diào)節(jié),并涉及心臟功能的調(diào)節(jié)。與此相對應(yīng)的,共同或間接的互作類型傾向于調(diào)節(jié)細胞代謝過程或神經(jīng)發(fā)育。本項目的成果為基因時空表達規(guī)律的研究提供了一個新的途徑,并通過染色質(zhì)三維構(gòu)象的角度加深了我們對基因功能多樣性的認識。

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 增強子活性與細胞命運決定的關(guān)系
    1.2 增強子與啟動子的遠距離互作具有細胞特異性
    1.3 增強子在細胞類型轉(zhuǎn)變過程中呈現(xiàn)動態(tài)變化模式
    1.4 增強子與啟動子之間的三維互作是其實現(xiàn)時空特異性轉(zhuǎn)錄調(diào)控的重要條件
    1.5 Sox2是維持干細胞多能性的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子
    1.6 胚胎干細胞中Sox2的轉(zhuǎn)錄活性主要由遠端增強子元件進行調(diào)控
第二章 材料與方法
    2.1 實驗設(shè)計
    2.2 細胞培養(yǎng)
    2.3 增強子活性檢測及敲除
    2.4 轉(zhuǎn)錄組測序分析
    2.5 細胞周期和增殖檢測
    2.6 克隆形成率檢測
    2.7 神經(jīng)細胞分化檢測
    2.8 增強子活性的斑馬魚驗證
第三章 實驗結(jié)果
    3.1 增強子-啟動子的互作參與mESCs細胞中Sox2基因表達的精細調(diào)控
    3.2 增強子與啟動子間的細胞特異性的互作影響細胞周期、增殖和分化
    3.3 E1對心臟功能相關(guān)的基因表達具有重要的調(diào)節(jié)作用
    3.4 共有的增強子-啟動子互作類型參與調(diào)控離子運輸和代謝相關(guān)基因的調(diào)控
    3.5 增強子-啟動子間的間接互作影響代謝過程和細胞功能的其它方面
    3.6 增強子通過基因互作網(wǎng)絡(luò)決定Sox2基因的的特異性功能
第四章 討論
第五章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
附錄
個人簡歷
博士生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
博士后期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
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本文編號：3893670