水稻转录辅因子p300家族标签转化载体的构建开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

p300家族蛋白作为一特殊的转录辅因子，本身是活性最强的一类组蛋白乙酰转移酶（hats），不仅具有调节染色体结构的功能，参与了许多信号依赖的转录事件，而且是多细胞生物中特有的乙酰化酶，多细胞生物所特有的细胞分化、信号转导都与其密切相关，参与了许多生理进程，包括增殖、分化和凋亡^[7]。

真核生物的基因组紧密压缩和包装在染色质结构中，染色质的基本结构单位是核小体。核小体由146bp的dna缠绕组蛋白八聚体而形成，进一步包装成高度有序的染色质结构。染色质包装阻止了调控转录的dna结合蛋白接近启动子，从而抑制转录。然而，染色质结构是动态的，它经历重塑后导致转录活性的改变。组蛋白修饰所引起的染色质结构的改变在真核生物基因表达调控中发挥着重要的作用，这些修饰包括组蛋白的甲基化、乙酰化、磷酸化和泛素化等。其中研究得最清楚的是核心组蛋白尾部的乙酰化。组蛋白乙酰化和真核细胞的转录激活联系在一起。乙酰化的组蛋白主要分布在对 dnase i 敏感的染色质区。组蛋白的高乙酰化是活跃转录的标志。组蛋白的乙酰化过程是一个与基因活性诱导和抑制密切相关的动态过程，高乙酰化标志活跃转录而低乙酰化则与转录抑制相关。研究表明组蛋白乙酰基转移酶及其复合体除具有调控基因转录起始的功能外，还参与了细胞周期调控、dna 复制、修复以及染色体组装等许多重要的生理过程。

1996年，brownell等人首次从四膜虫核内分离提取了组蛋白乙酰转移酶gcn5，随后，研究者们从酵母，果蝇，玉米等生物体中分离得到了不同的乙酰转移酶^[4]。根据组蛋白乙酰转移酶的来源和功能将其分为两类 a型和b型hat。a型hat位于核内，它能够催化核心组蛋白的乙酰化，与基因的转录调控相关^[8]；b型hat位于细胞质内，催化的乙酰化事件与新合成的组蛋白h4从胞质转运到核内。hats主要分为myst家族（包括moz、hbo1、sasz、morf、hmof、ybf2/sas3以及tip60等，涉及dna损伤和致癌易位）、gnat家族（包括pcaf,gcn5和elp3，涉及egf信号和细胞周期的进程）以及p300/cbp家族（包括p300和cbp）三大类。大多数情况下，hats主要存在于细胞核内，与表观遗传密切相关。通过转移乙酰辅酶a的乙酰基团到特定的赖氨酸残基上来乙酰化修饰组蛋白，使得染色质结构变得松散，转录因子得以结合上去，是生物生长发育的重要调节因子^[9]。p300/cbp作为一种重要的辅激活因子，能在细胞核内与不同的激活因子相互作用，包括激素受体ap-1和myod蛋白，从而将激活因子与基础转录装置连接起来；p300可以乙酰化多种组蛋白靶标，并且能够乙酰化组蛋白h4的n端尾部，从而调节基因的表达，而且p300/cbp效率极高，细胞浆内很低水平的p300/cbp即能启动底物的乙酰化修饰；p300/cbp能与另一个辅激活因子pcaf相互作用，形成复合体在转录活化中起作用，pcaf因子与gcn5蛋白有关，能优先乙酰化核小体的组蛋白h3。p300/cbp的复杂功能一直是关注的焦点。p300/cbp作为转录激活因子参与转录抑制途径在果蝇、酵母等模式生物中已被描述。在人类和小鼠中，与p300/cbp功能失活相关的复杂表型反映了p300/cbp在多种发育过程中的不同作用。大多数病毒基因产物与p300/cbp之间的相互作用导致了转录抑制，因为这些病毒蛋白的一个主要功能就是抑制细胞中基因的表达。同时研究发现有一些病毒蛋白通过招募p300/cbp来激活特异性启动子。

2. 研究的基本内容和问题

本课题旨在构建水稻转录辅因子p300家族标签双元表达载体，运用染色质免疫沉淀和第二代测序技术在基因组水平鉴别、分析p300在水稻转录过程中所起的作用。

3. 研究的方法与方案

本课题通过改造植物双元表达载体pCAMBIA1305，针对水稻中存在的三个p300基因进行克隆，以期构建水稻转录辅因子p300家族标签转化载体，是后续转化并融合表达目的基因与FLAG蛋白序列的基础。

4. 研究创新点

辅转录因子p300家族是主要的HACs，水稻是重要的粮食作物。以水稻为研究材料，对p300基因进行克隆，构建表达载体，是探究水稻转录辅因子p300家族功能的第一步。

5. 研究计划与进展

2015年7月－8月，搜集相关文献资料了解研究方向，回顾专业相关知识， 拟定论文题目；

2015年9月-10月，查找阅读相关文献资料，完成毕业论文的文献综述；

2015年11月-12月，完成开题报告和试验设计；