1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
研究目的及意义
dna甲基化是对细胞正常生长发育十分重要的表观遗传标记。它可以让植物发生转录基因沉默,维持染色体组的稳定,抑制转座子非正常表达以及对抗病毒入侵等。然而甲基化程度过高则会导致常染色质变为异染色质,阻止基因发挥功能,影响植物的正常代谢。研究表明植物中存在一系列高效而精密的机制来实现基因组dna甲基化的动态平衡,即通过甲基化和去甲基化过程,维持植物基因组dna甲基化在合适的水平。
这里我们筛选出一个拟南芥突变体linc3,其甲基化水平较野生型基因组明显升高,且甲基化变化与已经研究的dna糖基化酶ros1突变体有一定的相似性。ros1是一种去甲基化酶,介导植物基因组去甲基化,解除基因转录沉默[1-4]。因此我们推测linc3有可能通过ros1介导拟南芥dna去甲基化过程。linc3是否与ros1有相互作用,或者以一种全新的方式介导dna去甲基化,至今还不清楚。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
已有学者发现,在拟南芥中,ros1发生突变后,rd29a-luc和35s-nptii基因转录均表现出沉默。通过研究发现ros1突变体基因组dna甲基化程度较野生型明显增加,研究结果表明ros1调控拟南芥基因组去甲基化过程。对ros1突变体的全基因组甲基化测序发现,大约有4000多个位点的甲基化水平明显升高。根据全基因组甲基化测序结果,设计了能检测基因组dna甲基化状态的chop-pcr引物,并用此引物筛选拟南芥t-dna插入库,鉴定到了一个dna甲基化升高突变体,命名为linc3。全基因组甲基化测序结果表明,linc3 突变体很多位点甲基化程度较col-0高,而且linc3突变体甲基化升高的位点有很多和ros1甲基化升高的位点相重合,以此猜测linc3可能与已知的ros1一样参与植物基因组dna去甲基化过程。通过本研究中,我们将探索是否可以将licn3归纳到某一个具体的遗传途径,并试图发现linc3是否与去甲基化因子有相互作用。通过以上研究,我们预计将得到如下结论:(1)linc3可能与ros1互作,属于非rddm pathway的基因。(2)linc3也可能通过met1调控cg甲基化水平。(3)或者linc3以一种全新的方式调控dna去甲基化。
研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法、方案及技术路线
1、genotyping
t-dna两端设计引物,ctab法提取dna
4. 研究创新点
特色或创新之处
目前大部分研究结果显示LINC3蛋白参与细胞核形态构建,而我们的实验从一个新的角度出发,探索LINC3蛋白如何介导基因组去甲基化,具有较高的研究价值与创新度,同时能够进一步探究LINC3蛋白调节核形态的机制。
5. 研究计划与进展
研究计划及预期进展
2015.07 -2015.08:熟悉实验室环境,进行预备试验。
2015.09 -2015.12:阅读相关文献,完成文献综述,开始初步试验。
