印迹基因的概念及重要意义.doc

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1、1.印迹基因的概念及重要意义概念:基因组印迹是特指来源于亲本的等位基因进行不对称后成修饰后而导致的单等位基因表达的现象。这种在生物进化中形成的、有规律而又受控的基因失活是机体中基因表达调节的一种重要方式。2.研究印迹基因的重要意义：己有的资料显示，印迹基因对胎儿生前的生长及其谱系发布起着重要的作用，动物的发有过程、某些遗传疾病及癌症的发生过程都与基因印迹密切相关；印迹基因在哺乳动物配了中总是优先表达，这就开启了一个与发育相关的重要开关，使哺乳动物能依据环境的特点向最优化的种系方向发亿进一步筛选出和克隆出更多新的印迹基因，并进行

2、印迹机制的深入研究对于进一步理解个体发育、遗传疾病及癌症的发生机制具有重要的意义。3.印迹机制在哺乳动物中所发现的印记基因大都具有如下儿个特点：(1)很少是单独存在的，大约＜80%以上都是与其他的印记基因呈簇排列；⑵所有的印记基因都有一个或几个印记中心IC(imprintingcenter,IC),也即差异甲基化区DMR(differentiallymethylatedregion,DMR)；(3)在印记基因的DMR内，有富含CpG的CpG区(CpGisland)；(4)基因印记是可以逆转的。4.哺乳动物印迹基因的生命周期(如

3、附图1)：哺乳动物印迹基因的生命周期大致可概括为印迹的建立印迹的维持印迹的去除通过实验分析证明DMR对印迹具有首要的重要性，一个DMR也可称之为印迹调控区(ICR)JCR是如何对体细胞中单等位基因表达进行调节的呢？(附图2.)(1)ICR作为基因调控的元件，必须通过顺式作用明显地能影响基因的表达。(2)这些ICR调控元件能通过甲基化或甲基化缺失使一个亲木的等位基因处于“关”的状态，而另一个亲木的等位基因则处于“开”的状态，这种效应能通过配了遗传。这就产生了等位基因的反式活化或失活，即单等位基因的表达。(3)含有多个印迹基因的大

4、基因族需要通过一个双向印迹中心来调控双亲的等位基因5.印迹基因研究模型研究基因研究模型主要有：(1)干细胞⑵利用平衡易位(如相互易位和罗伯逊易位)获得的杂合胚胎⑶大片断DNA转基因动物干细胞作为印迹基因研究模型所具有的优良特性：(1)干细胞是二倍体，他们仅含有父源或母源的染色体并可诱导分化，使其最终分化为孤雌胚胎、孤雄胚胎或不对称的父母源染色体区；(1)进行嵌合体发育潜能评估实验时，它能保留印迹；(2)能提供一个基本的胚胎和嵌合体体外分化体系；(3)能够提供足量的细胞物质(如DNA)以用于染色体结构分析。干细胞作为印迹基因研究

5、模型存在的缺点：⑴干细胞这种诱导和分化的无限制性，可能会导致其后成遗传学的变化⑵ES细胞中印迹基因的等位基因特异甲基化模式及其表达模式在发育的不同阶段是不稳定的，这种不稳定性常常可导致胚胎发育的异常利用平衡易位(如相互易位和罗伯逊易位)获得的杂合胚胎是印迹基因研究较好的一个模型,这是因为：相互易位和罗伯逊易位可用于产生单亲二倍体(UPD),或在染色体的全部或局部区域产生单亲的殳制位点或缺失位点(uniparentalduplication/deficiency)。携带有UPD或uniparentalduplication/de

6、ficiency的小鼠具有•正常二倍染色体的成分，然而，父母源基因可能会受到干扰，结果使小鼠的某些遗传来承单亲的特性。遗传分析表明，如果常染色体受到干扰，往往会出现一些不正常的发育现象，分离出这些缺陷胚胎和它们同窝的正常胚胎，就可以获得很有价值的材料以用于基因组印迹区域的分子生物学和发育生物学特性研究。不足之处：在不同的动物，或许产生平衡易位的概率不同。例如，在小鼠中很容易通过相互易位和罗伯逊易位产生不对称的父母源印迹区域，但在人类，这神情况出现的概率很小。利用大片断DNA转基因动物来研究基因组印迹的原因：小片断的DNA转基因

7、技术不宜用于基因组印迹分析，因为在人类和小鼠口益增长的实验数据显示，印迹基因的调控元件往往弥散得很广，可以达到数百kb,利用小片断的DNA转基因将不可能提供这些稀有基因的表达和印迹机制的大量信息。转基因技术的发展，使大片断DNA转基因技术开始建立起来，如BAC和YAC转基因技术，这种技术在印迹基因的分析上与先前的小片断的DNA转基因技术相比，是一个更强大的工具。利用大片断DNA转基因动物来研究基因组印迹存在的困难：大片断DNA的构建和纯化与小片断DNA相比要困难得多1.印迹基因的鉴定技术：大多数学者采用了基因组扫描技术或把这种

8、技术与甲基化分析方法相结合。这些方法主要有差异显示PCR(DDPCR)、消减杂交、代表性差异分析(RDA)、termedmethylation-sensitiveampliconsubtraction(MS-AS)>抑制消减杂交(SSH)和限制性界标基因组扫描技术(RLGS)