多梳蛋白pcgf6在精子过程中的功能研究及小鼠出生后睾丸发育过程中长链非编码rna表达谱分析

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1、上海交通大学万方数据博士学位论文多梳蛋白PCGF6在精子发生过程中的功能研究及小鼠出生后睾丸发育过程中长链非编码RNA表达谱分析学校：院系一1班级：学号：博士生：学科专业：导师：上海交通大学Bio—X研究院A09080920090809068孙晋生物化学与分子生物学吴际(教授)上海交通大学Bio．X研究院二零一四年五月万方数据ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofPhilosophyDoctorFunctinal

2、studyofpolycombgroupproteinPCGF6inmousespermatogenesisandlongnon·-codingRNA●㈣p··‘expresslonprotilin20ImousetestisduringpostnataldevelopmentDepartment：Bio—XinstitutesAuthor：JinSunSpecialty：BiochemistryandMolecularBiologyAdvisor：Prof．JiWuBio．XinstitutesSh

3、anghaiJiaoTongUniversityShanghai，P．R．ChinaMay2014万方数据万方数据万方数据簟鬻i。。?冀鬻弩⋯i黧耋蠹_孽溱鬻鬻黪麟骥戮一蒸鬻。黍⋯蹲㈡寨舞oi万方数据上海交通大学博士学位论文中英文摘要多梳蛋白PCGF6在精子发生过程中的功能研究及小鼠出生后睾丸发育过程中长链非编码RNA表达谱分析摘要近些年，随着表观遗传调控在生物个体发育及疾病发生中作用的日益凸显，表观遗传学机制也逐步成为精子发生分子机制研究领域的一个重要研究方向。多梳家族环指蛋白(PCGFs)作为重要

4、表观遗传调控复合体PRCl的核心成员通过介导PRCl对相关靶基因的转录抑制进而参与生物体发育。本研究以睾丸组织中呈现高表达的PCGF6基因为研究对象，对其在精子发生过程中的功能进行了研究。通过对PCGF6基因的表达模式和功能进行研究发现PCGF6在新生小鼠(6日龄和12日龄)睾丸组织中表达量较低，而在18日龄小鼠睾丸中其表达量开始激增并在成年睾丸组织中保持较高水平，我们还发现PCGF6在睾丸组织中的粗线期精母细胞和长形精子细胞中表达量较高。通过稳定敲低GC．2spd精母细胞系中的内源PCGF6表达，发

5、现由于细胞周期发生变化导致细胞增殖活性显著增加，且相关细胞周期调控蛋白基因的表达水平同时也出现变化。进一步对GC一2spd精母细胞系进行体外低温诱导分化，发现PCGF6敲低后，分化产生的单倍体GC一2spd细胞比例降低，且一些单倍体雄性生殖细胞标志物基因的表达水平显著降低。通过对相关组蛋白修饰水平进行检测发现，PCGF6敲低后GC一2万方数据上海交通大学博士学位论文中英文摘要spd细胞的组蛋白H2A泛素化(H2Aub)水平出现降低，而组蛋白H4乙酰化(H4ac)和H3K4me3水平则出现升高。在分子机

6、制方面，我们在睾丸组织中鉴定到一个新的可与PCGF6间接互作的蛋白HSPA2，该蛋白为雄性生殖细胞减数分裂的必需因子。此外，我们还发现精子发生关键转录因子PLZF和OVOLl可分别负调控和正调控PCGF6的启动子活性。另一方面，越来越多的研究表明长链非编码RNA(1ncRNAs)作为一类新兴的表观遗传调控因子在生物个体发育中发挥着重要作用。为了解小鼠睾丸发育和精子发生过程中lncRNAs的整体表达情况，我们通过芯片技术对新生小鼠和成年小鼠睾丸组织中lncRNAs的表达谱进行了分析，我们检测到共8265

7、条lncRNAs在小鼠睾丸出生后发育过程中高于背景表达，其中3025条lncRNAs表达水平存在差异。对获得的差异表达lncRNAs进行包括基因组环境鉴定、相关蛋白编码基因的GO功能富集分析、启动子表观修饰分析及进化保守元件鉴定等在内的进一步解析，发现许多lncRNAs与睾丸发育或精子发生的关键基因在基因组上相邻或重叠，如Ovoll、Ovol2、Lhxl、Sox3、Sox9、P协c—Kit、Wtl、Sycpe、P册J和尸聊2等。大多数差异表达lncRNAs的启动子上存在表观遗传修饰，且倾向于组织特异表

8、达模式。此外，还发现大多数差异表达lncRNAs中含有保守进化元件。综上所述，我们首次对多梳蛋白PCGF6在精子发生过程中的功能进行了揭示并对小鼠出生后睾丸发育过程中lncRNA表达谱进行了分析，从两个角度对小鼠精子发生的表观遗传学机制进行了探讨，丰II万方数据富和完善了哺乳动物精子发生的表观遗传学机制研究，为进一步揭示精子发生的表观遗传学机制提供了新的线索和理论基础。同时，也有助于精子发生的分子机制和男性不育分子发病机制的揭示，并为男性不育的临床诊断、