恶性肿瘤发生发展细胞表观遗传机制
项目名称：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制首席科学家：尚永丰北京大学
起止年限：2011.1至2015.8
依托部门：教育部
二、预期目标
总体目标：
本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。
五年预期目标：
1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作
用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。
2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。
3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、
博士后12名以上。
4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上
发表论文25篇以上。
三、研究方案
本项目分为六个课题，将全面系统地研究乳腺癌和肺癌发生发展及侵袭转移的表观遗传机制，为乳腺癌和肺癌的预防、诊断、治疗提供分子标志及药物靶标。前三课题分别从DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA三个不同角度，分析肿瘤发生发展及侵袭转移中表观遗传学改变，研究其相互之间的作用关系及分子调控机理；第四课题将对肿瘤转移过程中非常重要的现象即上皮－间质转换的细胞重编程机制进行探讨；第五课题从肿瘤微环境的角度，探讨肿瘤微环境中基质细胞及细胞因子对肿瘤细胞生物学行为尤其是侵袭转移的影响；第六课题整合所有的信息，描绘乳腺癌和肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。
六个部分各有侧重，又紧密衔接，团结合作，互相促进。
课题一：DNA甲基化变化在恶性肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用本研究将筛选肿瘤细胞中高甲基化并失活的基因并分析其启动子区域组蛋白的修饰状况，探讨DNA甲基化与组蛋白修饰的先后关系。筛选出影响DNA 甲基化酶和DNA结合的关键性因子或蛋白；明确相关关键性因子或蛋白与DNA 甲基化酶及DNA结合蛋白作用的分子机制，进一步明确特定基因发生DNA甲基化的分子机制，进而揭示组蛋白修饰与DNA甲基化相互作用的分子机制。另外在肿瘤组织，CBX7等PcG蛋白的正常组合关系被破坏，并且这种PcG蛋白组合紊乱与肿瘤相关基因失活之间可能存在因果关系。本研究还将以多种器官的正常组织和肿瘤组织为对象，了解正常组织细胞中PcG蛋白的正常组合关系，研究这种正常组合关系破坏与肿瘤发生的关系及其与肿瘤相关基因组蛋白修饰、核小体定位和DNA甲基化发生的关系。表观遗传重编程不仅在体细胞去分化和获得多能“干性”方面发挥关键性作用，也是细胞癌变过程中获得无限增殖和侵袭
/转移能力的物质基础。本研究将在开展肿瘤转移相关DNA 甲基化组学研究的基础上，筛选并鉴定出影响肿瘤细胞转移能力的关键性DNA 甲基化变化位点及其网络，了解其在癌细胞获得转移能力重编程过程中作用，建立预测恶性肿瘤转移能力的表观遗传分子分型体系。总体研究方案如下：
课题负责人：朱卫国，北京大学
学术骨干：邓大君，北京大学
伍会健，大连理工大学生命科学与技术学院
课题二：组蛋白修饰异常在恶性肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用
本课题将常规方法和高通量技术相结合，从筛选乳腺癌和肺癌中新的组蛋白
修饰调控因子及其复合物出发，逐步揭示所获得的候选基因对于组蛋白修饰的作用和调控机理，并进一步阐明这些基因在调控肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用及其机制。将以功能基因组学和蛋白质组学的方法筛选乳腺癌和肺癌中发生突变或者表达异常的组蛋白修饰酶以及转录因子，同时针对MLL1等相关的甲基化酶复合物组分，LSD1等去甲基化酶、EYA去磷酸化酶和磷酸化激酶、转录因子Smad4和ER及其转录辅助因子等，筛选新的组蛋白修饰基因或miRNA，利用各种蛋白质间相互作用方法验证筛选获得的组蛋白修饰复合物中各成员间的相互作用。利用基因过量表达和敲低/敲除技术、基因突变技术、组蛋白甲基化、磷酸化和乙酰化分析、ChIP-seq等技术检测分离的组蛋白修饰因子对组蛋白修饰和基因表达的影响及其在基因表达调控中的分子机制。在此基础上，利用动物模型和临床标本对组蛋白修饰候选因子在肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用做深入分析。总体研究方案如下：
课题负责人：叶棋浓，军事医学科学院生物工程研究所
学术骨干：杨晓，军事医学科学院生物工程研究所
课题三：非编码RNA在恶性肿瘤发生发展及侵袭转移中的作用
研究ncRNA作用机制的一个关键就是鉴定与之相互作用的靶分子，特别是蛋白分子。本课题将以乳腺癌细胞系、肿瘤组织、肿瘤启动细胞为模型，利用自主建立的RNA-SELEX-seq技术平台系统地发现和鉴定与肿瘤相关蛋白（特别是其中的转录因子和表观修饰酶）发生相互作用的ncRNA；还将采用不同大小的ncRNA的cDNA文库（size-fractioned RNA library）鉴定肿瘤启动细胞特异的ncRNA。采用球囊形成实验、二维平皿及三维Matrigel培养以及免疫缺陷鼠体内种植和肿瘤组织等研究体系，系统深入地研究ncRNA和蛋白间的相互作用、它们所构成的结构网络、调控网络、以及这些相互作用的生理功能，剖析ncRNA 调控网络在肿瘤发生发展进程中的作用与意义。与此同时，选择其中一些有重要功能的ncRNA，结合大量的肿瘤患者的标本及临床资料，研究将其作为药靶或生物标记物的可能性。
课题负责人：宋旭，四川大学
学术骨干：宋尔卫，中山大学
李沁桐，四川大学
课题四：上皮－间质转换的机理及恶性肿瘤侵袭转移的细胞重编程机制以乳腺癌细胞系、肿瘤组织及癌旁正常组织为模型，探讨EMT的细胞重编程作用机理及其在乳腺癌转移及化疗药物耐受中的作用。选取永生化的正常乳腺细胞系（如MCF-10A），ER阳性低转移性细胞系（如MCF-7，T47-D等），ER 阴性高转移细胞系（如MDA-MB-231，SUM1315等），以及ER阳性但对三苯氧胺耐药的BT-474细胞等为主要细胞模型，并通过lentivirus介导的shRNA抑制或过表达E-cadherin在这些细胞系中分别诱导或抑制EMT表型。比较不同细胞系在EMT前后其基因表达谱变化，用MeDIP-seq法比较基因组范围内DNA甲基化变化情况，并用ChIP-seq法比较与转录相关的主要的组蛋白修饰标志如激活性的组蛋白乙酰化、H3K4甲基化，抑制性的H3K9，H3K27，H4K20甲基化等在全基因组范围内的分布变化规律。在此基础上，对差异表达的新基因及特异性组蛋白修饰酶在EMT以及在乳腺癌转移及药物耐受中的作用做深入分析。同时，选取两种以上高转移性细胞系，以TGFβ或TNFα刺激细胞或稳定转染β-catenin分别激活TGFβ、NFκB以及Wnt信号通路诱导EMT。用基因表达谱、蛋白质谱及全蛋白磷酸化谱分析在三种条件下共同变化的靶基因及蛋白分子。这些共同通路分子是各信号通路间的交互作用节点及潜在的EMT关键调控因子，对它们的作用机理进行进一步细胞及分子水平上的分析。建立可诱导表达荧光标记的E-cadherin或其它EMT诱导因子的稳定转染细胞系，以在细胞及分子水平
上实时观察细胞内外环境的改变对EMT 及细胞转移能力的影响。总体研究方案如下：
课题负责人：尚永丰，北京大学医学部
学术骨干：梁静，北京大学医学部
张华，中国航天员科研训练中心
课题五：细胞微环境与肿瘤的发生发展及侵袭转移
以乳腺癌为模型，分别从肿瘤细胞微环境中的肿瘤相关成纤维细胞、浸润的免疫细胞（肿瘤相关性巨噬细胞）和基质分子（细胞因子TGFβ）入手，研究肿瘤微环境对肿瘤细胞生物学行为尤其是侵袭转移的影响。分离乳腺良性增生患者
寻找高转移性乳腺癌及对现有化疗药物不敏功能域分析； 质谱检测并验证相互作用蛋白；靶基因检测；与已病毒介导的稳定过表达及shRNA 抑制候选基因后，细胞表型
及小鼠乳腺
及各种不同类型不同分期的乳腺癌患者组织微环境中的成纤维细胞及肿瘤相关性巨噬细胞，分析miRNA及mRNA的表达谱；研究这些差异表达的基因或miRNA对成纤维细胞及肿瘤细胞侵袭转移能力的影响；建立三维细胞培养模型，将肿瘤细胞与基质细胞共培养，尽量模拟体内环境，并应用免疫分子及免疫细胞缺陷小鼠构建小鼠骨髓嵌合体动物模型，研究这些差异表达的基因或miRNA对共培养后肿瘤细胞侵袭转移能力的影响；采用基因工程小鼠模型，从分子、细胞、动物三个层面研究TGFβ信号通路在肿瘤微环境中与REGγ蛋白酶体激活因子、p53等重要肿瘤因子动态相互作用及其动态调控的分子机制。在解析这些调控机制的生理病理意义的基础上，通过肿瘤模型研究进一步阐明肿瘤微环境中重要生物学因子对肿瘤发生发展的决定性作用。具体方案如下：
课题负责人：刘芝华，中国医学科学院肿瘤研究所
学术骨干：李晓涛，华东师范大学生命科学研究所
曲春枫，中国医学科学院肿瘤研究所
课题六：恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的分子调控网络
利用肿瘤基因表达和表观遗传学数据，采用计算生物学方法推测在恶性肿瘤、干细胞中发生变化的表观遗传学调控网络。为了更深入地研究肿瘤发生发展过程的分子调控网络，还需要从以下几个方面进一步发展基于贝叶斯网络的因果推断方法。（1）考虑到实验方法与手段的多样性，需要开发能够自动整合并利用多个异质实验数据的因果推断方法。这部分工作涉及去除反映单个数据源自身特征的背景信号，子网络的拼接与集成，观测型实验数据与(基因敲除、RNA沉默等)干预型实验数据的因果信息集成等多个问题；（2）通过开发根据数据特征自适应地调整网络正则化参数的学习算法等方式，以解决如何在具有较高噪声和不精确性的系统生物学实验数据中进行可靠因果推断的实际问题。对于大规模因果推断问题，使用现有的贝叶斯因果推断方法，还面临有限的数据资源与急剧增大的网络搜索空间的矛盾。为了保证学习结果的鲁棒性，我们拟开发一系列能保持因果关系的特征选择方法来解决这个问题。（3）不同系统生物学因素之间的上下游作用关系可能会随肿瘤发生与发展的过程而动态地发生变化，为此我们拟开发能够正确推断这种动态关系的贝叶斯网络学习算法。因为肿瘤细胞有很多具有干细胞特性，且目前所掌握的胚胎干细胞数据比肿瘤数据更丰富也更系统,我们将在恶性肿瘤与干细胞中分别预测基因表达与表观调控网络，并进一步比较其异同。通过干扰预测的上游调控节点后以ChIP-PCR和ChIP-seq技术对下游节点进行检测，对以上预测模型中的关键调控关系进行验证。为了通过实验验证贝叶斯网络模型推测出来的因果关系，我们将把它们作为遗传学的上下游关系处理。这样就可以人为地提高或降低上游事件的水平，例如，转录因子结合或者其他组蛋
白修饰水平，而后观察下游事件，如基因表达，或者组蛋白或DNA修饰的水平的变化，来证实我们所预测的因果关系。以组蛋白甲基化修饰作用为例，甲基化转移酶和去甲基化酶是可用于干扰网络中的特定节点。譬如我们要证实H3K27me3抑制基因表达这一关系，我们可以通过抑制正常细胞或者癌细胞的组蛋白甲基化转移酶或者去甲基化酶来调节H3K27me3水平，从而观察下游基因表达水平的变化（图2）。实际上，一些已报道的因果关系正是利用上述方法和遗传突变在模式生物或细胞实验中发现的。验证转录因子对某种组蛋白修饰的作用可以通过过表达或者RNAi转录因子来直接观察到。我们将通过过表达或者RNAi 分别上调或者下调转录因子，然后利用ChIP-qPCR技术检测一些已知的修饰位点或者利用ChIP-seq技术在全基因水平检测转录因子对全基因组范围内组蛋白修饰的影响。
图2：如何通过干扰上游调控节点并以ChIP-PCR和ChIP-seq技术
检测下游基因验证预测模型中的关键调控关系
具体方案如下：
课题负责人：韩敬东，中国科学院遗传与发育生物学研究所学术骨干：吴旻，武汉大学生命科学学院
细胞生物学教案(完整版)汇总
细胞生物学教案 （来自https://www.360docs.net/doc/e61619191.html,）目录 前言 第一章绪论 第二章细胞结构概观 第三章研究方法 第四章细胞膜 第五章物质运输与信号传递 第六章基质与内膜 第七章线粒体与叶绿体 第八章核与染色体 第九章核糖体 第十章细胞骨架 第十一章细胞增殖及调控 第十二章细胞分化 第十三章细胞衰老与凋亡
前言 依照高等师范院校生物学教学计划，我们开设细胞生物学。 一、学科本身的重要性 要最终阐明生命现象，必须在细胞水平上。细胞是生命有机体最基本的结构和功能单位，生命寓于细胞之中，只有把各种生命活动同细胞结构相联系，才能在细胞水平上阐明各种生命现象。世界著名生物学家Wilson（德国人）曾说过：“一切生物学问题的答案最终要到细胞中去寻找”。 二、学科发展特点 细胞生物学涉及知识面广、内容浩繁且更新迅速。它同生物化学、遗传学形成生命科学的鼎立三足，既是当代生命科学发展的前沿，又是生命科学赖以发展的基础。 三、欲达到的目的 通过系统地学习细胞生物学，丰富细胞学知识，以适应当代人类社会知识结构发展的需求，也是为考研做准备。 本课程讲授51学时，实验21学时，共72学时。 参考资料 1 De.Robertis，《细胞生物学》，1965年（第四版）；1980年（第七版）《细胞和分子生物学》 2 Avers，“Molecular Cell Biology”， 1986年 3 Alberts，《细胞的分子生物学》，“Molecular biology of the cell”，1989年 4 Darnell，《分子细胞生物学》，1986年（第一版）；1990年（第二版）“Molecular Cell Biology”5郑国錩，细胞生物学，1980年，高教出版社；1992年，再版 6 郝水，细胞生物学教程，1983年，高教出版社 7 翟中和，细胞生物学基础，1987年，北京大学出版社 8 韩贻仁，分子细胞生物学，1988年，高等教育出版社；2000年由科学出版社再版 9 汪堃仁等，细胞生物学，1990年，北京师范大学出版社 10 翟中和，细胞生物学，1995年，高等教育出版社，2000年再版 11 郑国錩、翟中和主编《细胞生物学进展》， 12翟中和主编《细胞生物学动态》，从1997年起（1—3卷），北师大出版社 13徐承水等，《分子细胞生物学手册》1992，中国农业大学出版社 14徐承水等，《现代细胞生物学技术》1995，中国海洋大学出版社 15徐承水，《细胞超微结构研究》2000，中国国际教育出版社 学术期刊、杂志 国外：Cell、Science、Nature、J.Cell Biol.、J.Mol. Biol. 国内：中国科学、科学通报、实验生物学报、细胞生物学杂志等
细胞生物学名词解释整理终版题库
名词解释 1. genome 基因组p235 某一个生物的细胞中储存于单倍染色体组中的总遗传信息，组成该生物的基因组 2. ribozyme 核酶p266 核酶是具有催化功能的RNA分子，是生物催化剂，可降解特异的mRNA序列。核酶又称核酸类酶、酶RNA、核酶类酶RNA。大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。与一般的反义RNA相比，核酶具有较稳定的空间结构，不易受到RNA酶的攻击。更重要的是，核酶在切断mRNA后，又可从杂交链上解脱下来，重新结合和切割其它的mRNA分子。 3. signal molecule 信号分子p158 信号分子是细胞的信息载体，包括化学信号如各种激素，局部介质和神经递质以及各种物理信号比如声、光、电和温度变化。各种化学信号根据其化学性质通常可分为3类：1、气体性信号分子，包括NO、CO，可以自由扩散，进入细胞直接激活效应酶产生第二信使cGMP,参与体内众多生理过程。2、疏水性信号分子，这类亲脂性分子小、疏水性强，可穿过细胞质膜进入细胞，与细胞内和核受体结合形成激素－受体复合物，调节基因表达。3、亲水性信号分子，包括神经递质、局部介质和大多数蛋白类激素，他们不能透过靶细胞质膜，只能通过与靶细胞表面受体结合，经信号转换机制，在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的火星，引起细胞的应答反应。 4. house-keeping gene管家基因p319 管家基因是指所有细胞中均表达的一类基因，其产物是维持细胞基本生命活动所需要的，如糖酵解酶系基因等。这类基因一般在细胞周期S期的早期复制。分化细胞基因组所表达的基因大致可分为2中基本类型一类是管家基因，另外一类是组织特异性基因。 5. cis-acting elements顺式作用元件 存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等，它们的作用是参与基因表达的调控。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质，仅仅提供一个作用位点，要与反式作用因子相互作用而起作用。是指与结构基因串联的特定DNA序列，是转录因子的结合位点，它们通过与转录因子结合而调控基因转录的精确起始和转录效率。 6. epigenetics 表观遗传学p251(重新查！！！1) 表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化，基因组印记，母体效应，基因沉默，核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑等。是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。表观遗传现象包括DNA甲基化、RNA干扰、组织蛋白修饰等 7. Hayflick limitation Hayflick界线 Leonard Hayflick利用来自胚胎和成体的成纤维细胞进行体外培养，发现：胚胎的成纤维细胞分裂传代50次后开始衰退和死亡，相反，来自成年组织的成纤维细胞只能培养15～30代就开始死亡。Hayflick等还发现，动物体细胞在体外可传代的次数，与物种的寿命有关；细胞的分裂能力与个体的年龄有关，由于上述规律是Hayflick研究和发现的，故称为Hayflick 界线。关于细胞增殖能力和寿命是有限的观点。细胞，至少是培养的二倍体细胞，不是不死的，而是有一定的寿命；它们的增殖能力不是无限的，而是有一定的界限，这就是Hayflick 界线。 8. proto-oncogene原癌基因p312 原癌基因是细胞内与细胞增殖相关的基因，是维持机体正常生命活动所必须的，在进化上高等保守。当原癌基因的结构或调控区发生变异，基因产物增多或活性增强时，使细胞过度增
细胞生物学未来情况
浅谈细胞生物学未来情况 11生科111003015 康明辉 摘要：著名生物学家威尔逊早在20世纪20年代就提出“一切生物学关键问题必须在细胞中找寻”。细胞是一切生命活动结构与功能的基本单位，细胞生物学是研究细胞生命活动基本规律的科学。细胞生物学的研究范围广泛，其核心可归结为遗传和发育问题。遗传是在发育中实现的，而发育又要以遗传为基础。当前细胞生物学的主要发展趋势是用分子生物学及物理、化学方法，深入研究真核细胞基因组的结构及其表达的调节和控制，以期从根本上揭示遗传和发育的关系，以及细胞衰老、死亡和癌变的原因等基本生物问题，并为把遗传工程技术应用到高等生物，改变其遗传性提供理论依据。20世纪90年代以来，分子生物学取得很大进展，这些进展促进了细胞结构和功能调控在分子水平上的研究 关键词：细胞遗传生物学发育 细胞生物学的研究范围广泛，其核心可归结为遗传和发育问题。遗传是在发育中实现的，而发育又要以遗传为基础。当前细胞生物学的主要发展趋势是用分子生物学及物理、化学方法，深入研究真核细胞基因组的结构及其表达的调节和控制，以期从根本上揭示遗传和发育的关系，以及细胞衰老、死亡和癌变的原
因等基本生物问题，并为把遗传工程技术应用到高等生物，改变其遗传性提供理论依据。20世纪90年代以来，分子生物学取得很大进展，这些进展促进了细胞结构和功能调控在分子水平上的研究。 目前对细胞研究在方法学上的特点是高度综合性，使用分子遗传学手段，对新的结构成分、信号或调节因子的基因分离、克隆和测序，经改造和重组后，将基因（或蛋白质产物）导入细胞内，再用细胞生物学方法，如激光共聚焦显微镜、电镜、免疫细胞化学和原位杂交等，研究这些基因表达情况或蛋白质在活细胞或离体系统内的作用。分子遗传学方法和细胞生物学的形态定位方法紧密结合，已成为当代细胞生物学研究方法学上的特点。另一方面，用分子遗传学和基因工程方法，如重组技术、、同源重组和转基因动植物等，对高等生物发育的研究也取得出乎意料的惊人进展。对高等动物发育过程，从卵子发生、成熟、模式形成和形态发生等方面，在基因水平的研究正全面展开并取得巨大进展。自从“人类基因组计划”实施以来，取得了出乎意料的迅速进展。2000年6月，国际人类基因组计划发布了“人类基因组工作框架图”，可称之为“人类基因草图”，这个草图实际上涵盖了人类基因组97％以上的信息。从“人类基因组工作框架图”中我们可以知道这部“天书”是怎样写的和用什么符号写的。2001年2月，包括中国在内的六国科学家发布人类基因组图谱的“基本信息”，这说明人类现在不仅知道这部“天书”是用什么
表观遗传学
课程信息 当前位置：首页 > 教育教学 > 研究生教育 > 课程信息 表观遗传学 061M4021H 学期：2015-2016学年秋| 课程属性：| 任课教师：曹晓风等 教学目的、要求 本课程为遗传与发育生物学专业研究生的专业核心课，同时也可作为细胞生物学、基因组学和分子生物学等相关学科研究生的选修课。表观遗传学是研究非DNA序列改变、可遗传的表达改变的科学，是遗传学的深入和补充，与分子生物学、细胞生物学、生物化学、基因组学和结构生物学相互交融，是后基因组时代重要的生命科学学科之一。表观遗传学机制参与动、植物生长发育调控和环境适应的各个方面，其调控异常会导致人类癌症和其他疾病的发生。本课程将讲授表观遗传学现象和发展简史；详细阐释表观遗传调控的分子机制及相关的生物学过程，重点包括真核基因转录调控、DNA甲基化和去甲基化、组蛋白共价修饰和变体、非编码RNA、染色质重塑、染色质高级结构、表观遗传学与动植物发育/疾病、表观遗传组学、表观遗传继承性的概念、研究进展、新技术和新方法的原理和方法，旨在使研究生系统掌握所在学科的完整知识体系、理论框架、发展历史与现状，为研究生今后从事系统性、基础性和前沿性的科研工作实践提供理论知识，为设计研究课题的技术路线和方案奠定基础。 预修课程 分子生物学，遗传学，生物化学 教材 生命科学学院 主要内容 1. 经典表观遗传学现象（3学时，曹晓风）9月15日 2. 真核基因转录调控（3学时，朱冰）9月22日 3. DNA甲基化（3学时，慈维敏）9月29日 4. DNA去甲基化（3学时，慈维敏）10月8日 5.组蛋白共价修饰（3学时，李国红）10月13日 6. 组蛋白变体（3学时，李国红）10月20日 7. 非编码RNA和RNA修饰（3学时，杨运桂）10月27日 8. 染色质重塑（3学时，李国红）11月3日 9. 染色质结构与功能（3学时，李国红）11月10日10. 染色质高级结构（3学时，朱平）11月
细胞生物学和遗传学
细胞生物学和遗传学（期末复习资料） 细胞遗传 名解： 主动运输：细胞膜上的载体蛋白直接利用细胞代谢产生的能量将物质逆浓度梯度和电位梯度跨膜转运过程. 细胞周期：细胞从上一次分裂结束到下一次分裂结束为止所经历的过程。 限性一传：常染色体上的基因，不管其性质是显性的还是隐形的，由于性别限制只在 一种性别得以表现，而在另一种性别不能表现的现象。 阈值：再多基因遗传病中，当一个个的易患性达到一定的限度时，这个个体就将患病， 这个易患性的限度就称为阈值。 核型：一个体细胞的全部染色体按照照丹佛体制排列后所构成的图像。 核型分析：对核型进行染色体数目，形态特征的分析过程。 分子病：是由于基因突变导致蛋白质分子结构或数量异常，引起机体功能障碍的一类疾病。 基因诊断：利用DNA重组技术在分子水平上检测人类遗传病的基因缺陷以诊断遗传病。 基因治疗：就是利用重组DNA技术，将具有正常基因及其表达所需的序列导入到病变细胞活体细胞中，以替代或补偿基因的功能，或抑制基因的表达， 从而达到治疗遗传病的目的。 填空： 细胞学是研究细胞的结构，形态，生理功能以及生活史的科学。 细胞是生物形态结构的基本单位，生理功能的基本功能，生长发育的基本单位和遗传变异的基本单位。 DNA分子的主要功能是遗传性息的贮存，复制，转录。内膜系统包括内质网，高尔基体，溶酶体，过氧化物体。 线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供能量。 选择：
生物学包括发酵工程 遗传物质的基本构成单位是核苷酸 关于酶的叙述错误的是具高度稳定性 细胞无选择地吞入固体物质的过程为吞噬作用 内质网膜的标志酶是葡萄糖-6-磷酸酶 细胞内消耗游离氧的代谢发生在线粒体 下列关于线粒体的描述错误的是线粒体中大多数的蛋白质是mtDNA编码 可被秋水仙素破坏的细胞骨架成分是微管 以下药物中秋水仙碱是研究微管的重要工具药物 细胞骨架主要包括微丝，微管，中间纤维 核仁的主要功能是核糖体的装配场所 核质比反映了细胞核和细胞体积之间的关系，当核质比变大时，说明细胞值不变而核变大 癌细胞的最主要且最具危害性的体征是不受控制的恶性增殖 一般认为细胞癌变是细胞去分化的结果 人的ABO血型………….这说明基因突变具有多向性 多基因病中，随之亲属级别的降低，患者亲属的发病风险将迅速降低 染色体的带的表示方法是1.区2.臂3.染色体4.带 对孕妇和胎儿损伤最小的产前诊断方法是B超 问答： 蛋白质的合成与细胞中那些超微结构有关？ 答：蛋白质的合成与细胞中多种超微结构有关。细胞核是细胞内遗传物质的贮存，复制及转录的主要场所；核糖体是蛋白质合成的场所和装配机器；内质网膜为核糖体附着提供了支架结构，一些蛋白质合成后，需要进入内质网进行加工，形成糖蛋白，然运转至相应部位；高尔基复合体能对一些蛋白质进行加工和修饰，使之成为特定功能的成熟蛋白质，还要对合成的蛋白质进行分选和运输。 比较良性肿瘤和恶性肿瘤？ 肿瘤是细胞异常增殖所形成的细胞群，具有异常的形态，代谢和功能。它生长旺盛，常呈现持续生长。它分为良性肿瘤和恶性肿瘤。恶性肿瘤就是癌症。
《细胞衰老机制II压力诱导的早熟性衰老》教学设计
《细胞衰老机制(II):压力诱导的早熟性衰老》教学设计 课程所属学科：生物学；专业：细胞生物学 课程名称：《细胞生物学》；教师：李绍军 授课对象：生物科学专业本科生；课时：15min 建议先修课程：基础生物化学 教材：《细胞生物学》，翟中和等主编.高等教育出版社.2011.第四版。 参考书目：(1)《分子细胞生物学》，柳惠图等主编.高等教育出版社.2002。 (2)《细胞生物学》，欧阳五庆主编，高等教育出版社，2008。 一、教学背景： 1.学习者特征分析： 学习者前面了解了细胞衰老的基本概念、端粒时钟学说，具备了基本科学思考能力，对于压力诱导的早熟性细胞衰老机制有待进行深入理解。 2.教学内容分析 《细胞衰老机制(II):压力诱导的早熟性衰老》是《细胞生物学》课程第十六章《细胞死亡与细胞衰老》中“第二节细胞衰老”部分的内容。“细胞衰老机制”是本课程细胞生命活动规律知识模块的重要讲授内容。细胞衰老一方面是正常细胞分裂次数有限由端粒长短限制，另一方面许多内外因素造成的细胞损伤也会导致细胞衰老的发生，掌握这部分机制对于启发学生根据所学建立健康生活观念有帮助作用。 二、教学目标： 通过本次课程，要求学生能掌握相应基本概念、氧化损伤理论生物学机制；初步认识早衰症患者的几种基因突变型造成的早衰机制。 1.基本概念：压力诱导的早熟性衰老，活性氧、自由基 2.掌握氧化损伤理论要点 3.初步认识早衰症
三、教学方法 1.教学模式与策略选择：采用BOPPPS教学模式。 在本次授课中，教师将首先简略回顾之前讲授的“细胞衰老”概念、端粒时钟学说，举出各国平均寿命的例子，从而引出环境能也能影响寿命的生物学问题。在活性氧损伤细胞中的大分子现象摆出后，分析氧化损伤理论，之后介绍科学家转基因果蝇实验，加深对SOD等清除活性氧延长寿命的机制，进而总结氧化损伤理论。在授课中教师结合图片和动画向学生展示其相关机制，便于学生的理解。最后展示两种类型的早衰症及研究进展，激发学生的兴趣，鼓励学生立志细胞生物学的研究。 2.教学过程设计： 导入：先复习细胞衰老概念及端粒时钟学说，承接先学内容，通过国家发展水平与国民寿命“为何环境会影响人的寿命？”导入“细胞寿命受到内外环境因素影响”的科学问题。 目标：明确学习目标为掌握压力诱导的早熟性衰老、活性氧等基本概念以及氧化损伤理论的要点，并初步认识早衰症。 前测：活性氧、自由基的概念。 参与式学习：（1）通过动画视频展示活性氧产生及体内清除机制，构建氧化损伤理论。（2）认识SOD等的功能。（3）从过量表达SOD、CAT的转基因果蝇延长寿命实验结果，引导学生认识健康生活的重要性。（4）通过提问促使学生思考基因突变的内部因素压力产生机制，引导学生认识基因突变导致的细胞损伤修复缺陷会引起早衰，进而介绍两种早衰症及进展。重点在于了解基因突变引发的细胞早衰，认识两种早老症的基因突变主位点。 后测：选择题、填空题、思考题。 小结与展望：总结内外压力诱导的早熟性衰老，启发学生展开思考，鼓励学生进一步深究在医学上争取获得进一步的突破。 四、教学总结： 通过问题导入的方式，结合丰富的情景，有利于启发学生思考，倡导健康生活观念，深刻把握学习内容。
浅谈表观遗传学
浅谈表观遗传学 摘要：表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA作用等，产生基因组印记、母性影响、基因沉默、核仁显性、休眠转座子激活等效应。表观遗传变异是环境因素和细胞内遗传物质间交互作用的结果，其效应通过调节基因表达，控制生物学表型来实现。本文则从以上几个方面简述了表观遗传学的改变以及基本原理。 经典遗传学认为，核酸是遗传的分子基础，生命的遗传信息储存在核酸的碱基序列。每个个体内虽然所有细胞所含有的遗传信息是相通的，但由于基因的选择性表达，即不同细胞所表达的基因种类不同，这些来源相同的细胞经过增殖分化后将变成功能形态各不相同的细胞，从而组成机体内不同的组织和器官。几年来发现，在DNA序列不发生改变的情况下，基因表达也可发生能够遗传的改变，这种现象就被定义为表观遗传。它的主要论点是生命有机体的大部分性状是由DNA序列中编码蛋白质的基因传递的，但是DNA序列以外的化学标记编码的表观遗传密码，对于生命有机体的健康及其表型特征，同样也有深刻的影响。 表观遗传学的调节机制主要包括组蛋白修饰、DNA甲基化、非编码RNA作用等，通过这些调节模式，影响基因转录和(或)表达，从而参与调控机体的生长、发育、衰老及病理过程。这些调节模式相比核酸蛋白质的经典遗传途径更容易受环境的影响，因此表观遗传学更加关注环境诱导的表观遗传变异。因为表观遗传的这些调节机制易受环境影响，而任何一种调节机制发生异常都可能导致细胞状态、功能等发生紊乱，进而引起各种疾病，同时又由于许多表观遗传变异是可逆的，导致表观遗传异常引发的疾病相对容易治疗，因此近年来表观遗传学致病的研究成为了热门的话题之一。 组蛋白在DNA组装中发挥了关键作用, 利用核心组蛋白的共价修饰包括组蛋白甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化、ADP-核糖基化及特定氨基酸残基N-末端的SUMO化传递表观遗传学信息。修饰的主要靶点是组蛋白氨基末端上的赖氨酸、精氨酸残基，这些组蛋白翻译后修饰对基因特异性表达的调控，是其表观遗传学的重要标志。正常机体内，组蛋白修饰保持着可逆的动态平衡，当平衡打破，组蛋白去乙酰化则使得乙酰基从乙酰化组蛋白转移到乙酰辅酶A上,形成了致密的染色质状态, 从而使基因转录下降或沉默。
细胞生物学论文
细胞生物学概述 摘要：细胞生物学是以细胞为研究对象，从细胞的整体水平、亚显微水平、分子水平等三个层次，（斯。诺。美。A11-走在生物医学的最前沿）以动态的观点，研究细胞和细胞器的结构和功能、细胞的生活史和各种生命活动规律的学科。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。 英文摘要：Cell biology is to cell as the research object, from the three levels of the overall level of the sub microscopic level, cells, molecular level (,. Connaught. Beauty. A11- in the forefront of biomedical) from the dynamic point of view, the structure and function of cells, cell and organelle of the life history and various life activities of the discipline. Cell biology is one of the frontier branch of modern life science, mainly is the basic rule to study cell from different hierarchy of life activities of cells. From the life structure and arrangement, and developmental biology is located between cell biology molecular biology, their mutual connection, mutual penetration. 关键字：细胞学说显微技术遗传物质 前言：细胞是生命的基本单位，细胞的特殊性决定了个体的特殊性，因此，对细胞的深入研究是揭开生命奥秘、改造生命和征服疾病的关键。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学，神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。 主体：细胞生物学(cell biology)是研究细胞结构、功能及生活史的一门科学。现代细胞生物学从显微水平，超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。细胞生物学是现代生命科学的前沿分支学科之一，主要是从细胞的不同结构层次来研究细胞的生命活动的基本规律。从生命结构层次看，细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间，同它们相互衔接，互相渗透。一、细胞生物学简史 从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次，即显微水平、超微水平和分子水平。i从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：
基因组学复习资料整理
基因组学 1. 简述基因组的概念和其对生命科学的影响。 基因组：指一个物种的全套染色体和基因。广义的基因组：核基因组，线粒体基因组，叶绿体基因组等。 基因组计划对生命科学的影响： ①研究策略的高通量，彻底认识生命规律：基因组研究高通量，研究手段和 研究策略的更新，加强了生命科学研究的分工与协作，从不同层次深入研究生命现象。 ②促进了相关学科的发展：分子生物学遗传学生物信息学生物化学细胞生 物学生理学表观遗传学等 ③物种的起源与进化： Ⅰ.重要基因的发掘、分离和利用：遗传疾病相关基因，控制衰老的基因，工业价值的细菌基因，重要农艺性状基因等。 Ⅱ.充分认识生命现象：基因的表达、调控，基因间的相互作用，不同物种基因组的比较研究，揭示基因组序列的共性，探讨物种的起源和进化。 ④伦理学法律问题：伦理问题，知识产权问题，法律问题，社会保险问题。 2. Ac/Ds转座因子 Ac因子有4563bp，它的大部分序列编码了一个由5个外显子组成的转座酶基因，成熟的mRNA有3500bp。该因子本身的两边为11bp的反向重复末端（IR），发生错位酶切的靶序列长度8bp。Ds因子较Ac因子短，它是由Ac因子转座酶基因发生缺失而形成的。不同的Ds因子的长度差异由Ac因子发生不同缺失所致。 Ac/Ds因子转座引起的插入突变方式：玉米Bz基因是使糊粉层表现古铜色的基因，当Ac/Ds转座插入到Bz基因座后，糊粉层无色。当Ac/Ds因子在籽粒发育过程，部分细胞发生转座，使Bz靶基因发生回复突变，从而形成斑点。 Ac/Ds两因子系统遗传特点： 1）Ac具有活化周期效应，有活性的Ac+因子被甲基化修饰后会形成无活性的ac-因子，反之无活性的ac-因子去甲基化成有活性的Ac+因子。 2）Ac与Ds因子有时表现连锁遗传但更多表现独立遗传。 3）Ac对Ds的控制具有负剂量效应。 4）Ac/Ds可引发靶基因表现为插入钝化、活性改变、表达水平改变和缺失突变等。 5）Ds的结构不同，插入同一靶基因的位点可能不同，形成的易变基因的表型也不同。（分子生物学79-81） 3. 正向遗传与反向遗传 正向遗传学研究指从突变体开始的遗传学研究，关心的问题是突变体表型的变化是由哪一个基因功能丧失后引起。 反向遗传学研究指从基因序列开始的遗传学研究，关心的问题是基因功能丧失后会使植物的表型产生什么样的变化。
衰老的机制研究进展
衰老的机制研究进展 甘肃医学院赵文俊 摘要: 衰老又称老化, 通常是指在正常状况下生物体发育成熟后, 随年龄增长机体发生的功能性和器质性衰退老化的渐进过程。现代医学对衰老机制的研究涉及到很多方面,从自由基学说看，自由基可形成脂褐素、可造成线粒体DNA（mtDNA）的突变、引起核DNA的受损等；从遗传因素看,衰老是一连串基因激活和阻抑及其通过各自产物相互作用的结果；从免疫功能改变学说看，是由于机体对外来物质免疫反应的下降以及自身免疫反应的增多引起的。 关键词:衰老；自由基；脂褐素；细胞凋亡；线粒体DNA; 遗传基因；免疫系统衰老又称老化，通常是指在正常状况下生物发育成熟后，随年龄增加，自身机能减退，内环境稳定能力与应激能力下降，结构、组分逐步退行性变，趋向死亡的不可逆转的现象。对衰老的研究一直是生命科学领域的最为基本和重要的问题之一，但细节一直知之甚少。衰老是一个持续发展的、动态的、缓慢渐进而复杂的过程。这个过程从生长期结束后逐渐开始，它的影响要到老年期通过人体系统功能失调、器官功能衰退、细胞变性及蛋白质和酶分子结构变化逐渐表现出来。主要表现为机体对环境刺激的适应能力减弱以至丧失，出现多种器官组织功能的衰退并影响健康。影响衰老的因素有很多，各种社会因素、经济、疾病、营养、遗传、生活习惯、环境及精神状态等都起着一定的作用，是很多因素共同作用的结果[1]。目前，随着分子生物学和细胞生物学的研究深入，对衰老机理的研究从整体水平发展到分子水平。有关细胞衰老的学说近年来提出了很多，如细胞损伤学说、生物大分子损伤学说、自由基学说、端粒学说等。对于生物体而言，细胞衰老受到多种因素的影响，有自身遗传因素的影响，也有环境因素的影响，根本的还是受遗传方面的影响。
细胞生物学和遗传学试题及答案考试时间
细胞生物学和遗传学试题及答案考试时间：60分钟 二、填空题（30分，每空1分） 1. 同染色体两两配对，称联会，交叉发生在非姐妹染色单体之间。 2. 8个初级精母细胞经减数分裂最终可形成32个精子，其中含X的精子有16个，含Y的精子16个；8个初级卵母细胞经减数分裂，最终可形成8个卵细胞和24个第二极体，卵细胞中性染色体都是X染色体。 3. 遗传的三大定律是分离定律、自由组合定律和连锁互换定律。 4. 分离定律适用于受1对等位基因控制的1对相对性状的遗传。 5. 自由组合定律适用于不同染色体上的2对或2对以上基因控制的性状遗传，其细胞学基础是非同源染色体的自由组合，其实质是非等位基因的自由组合。 6. 丈夫0型血，妻子B型血，孩子可能出现O或B血型，不可能出现A或AB 血型。 7. 数量性状的相对性状之间差别微小，中间有许多过渡类型，性状的变异分布是连续的，不同的个体之间只有量的差别。 8.基因突变是指基因在分子结构上发生的碱基对组成或排列顺序的改变，也称为点突变；分为体细胞基因突变和生殖细胞基因突变。 5.在DNA转录过程中，起模板作用的那条DNA单链称为模板链，又称为非编码链。而与其互补的、不起模板作用的另一条DNA单链称为非模板链，又称为编码链 简答和计算题（40分） 1.简述分离定律内容、细胞学基础及实质（10分）。 2.（15分）一位色觉正常的女性，她的母亲色觉正常，父亲是红绿色盲患者。这位女性与一位红绿色盲男性结婚，试问： （1)这位女性及其父母的基因型是什么（4分） （2)他们婚后所生男孩患红绿色盲的可能性是多少（3分） （3）他们婚后所生女孩患红绿色盲的可能性是多少（3分） 3（15分）.假若人群中某常染色体隐性遗传病携带者频率为1/60。一个人的弟弟患此病，请问： （1)这个人是携带者的可能性是多大（3分） （2)这个人如果与他的姨表妹结婚，所生子女患此病的风险如何（3分） （3)这个人如果随机婚配，所生子女患此病的风险如何（3分） (4）计算结果说明了什么（3分）
国家基金申报书：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制0-G---1
项目名称：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机 制 首席科学家：尚永丰北京大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标： 1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上 发表论文25篇以上。
细胞衰老论文
细胞衰老概括 【引言】人体衰老的实质即为细胞衰老，当前科学家无不探究着生命的奇迹意欲找出防止细胞衰老而延缓生命的方式，然而细胞衰老一方面对人体有着不可替代的作用，领一方面又不为人们所接受。 【The advantage of cell senescence】 1.细胞衰老可抑制肝脏纤维化 人类繁殖后期（post—reproductive）的生命通常与衰退、能力丧失联系在一起，细胞中称为衰老（senescence）的状态，即细胞衰老与此相似。然而近期来自美国冷泉港实验室、霍德华休斯医学院、巴西圣保罗大学研究人员发现一类特殊的衰老肝脏细胞能调控活体小鼠中一系列的生命活动，抑制纤维化（fibrosis）——这是肝脏遇到急剧伤害的时候作出的自然反应。 这一惊人的发现是由这一研究团队去年将肝脏细胞衰老与抵抗肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）的器官功能联系在一起的技术获得的。这一研究成果公布在8月22日的《细胞》（Cell）『1』杂志上。 这项研究成果首次证明了细胞衰老在非癌症性病理中的特殊作用，CSHL研究小组认为这有助于针对一些严重肝脏疾病的前体，譬如肝硬化提出新的治疗方法——肝硬化是美国第12种最常见的致死疾病。 在2003年Scott W.Lowe博士等人就发现细胞衰老机制会让癌细胞停止生长，并且他们成功的让癌细胞在进行治疗后处于无法复制的细胞衰老阶段，并显现出良好的效果。在那项研究中，研究人员还进一步找出了这个使细胞停止生长的分子机制，即细胞衰老是由于一些特殊的染色体区域被紧密的包裹在异染色质内所致。研究人员将这些新发现的区域命名为“衰老相关异染色质基因座”（senescence—associated heterochromatic foci，SAHF）。 去年研究小组又发现诱导衰老的细胞衰老能够有效预防自发性癌症。衰老细胞有异常染色体，上面携带机能不良的端粒和较短的末端，在肿瘤抑制子p53缺失时促进肿瘤发生，可能与老年人癌症高发性有关。研究人员认为衰老途径的活化，足够抑制原发性肿瘤，说明通过阻止细胞增殖，p53介导的衰老是抑制衰老细胞形成肿瘤的一个重要机制。 而近期Lowe研究小组的有关肝脏疾病的相关衰老研究分成了两个不同的方向：哪些伤害对于肝脏组织而言是急性，哪些则是慢性，这种对照性的实验有助于发现衰老是如何帮助抑制损伤的，以及衰老过程是如何和何时被肝脏受到的慢性伤害“打垮”的。 在针对第一项的研究中，研究人员对小鼠肝脏施用一种毒素——急性伤害，发现了与之前实验的一致的结果：在细胞纤维化增多之后，出现肝细胞死亡（纤维化是小鼠，人类中都存在的应对组织损伤的一种天然反应）。之后的研究就越来越有趣了，Low e博士说，“我们观测到肝脏星状细胞（Hepatic stellate cells，HSC）出现增殖激增之后，我们发现这些细胞为了避免更多纤维化反应，最终走向衰老，从肝脏中清除了出去。”
表观遗传学
表观遗传学 比较通俗的讲表观遗传学是研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能的可逆的、可遗传的改变。也指生物发育过程中包含的程序的研究。在这两种情况下，研究的对象都包括在DNA序列中未包含的基因调控信息如何传递到（细胞或生物体的）下一代这个问题。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。所谓DNA甲基化是指在DNA 甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5'碳位共价键结合一个甲基基团。正常情况下，人类基因组“垃圾”序列的CpG二核苷酸相对稀少，并且总是处于甲基化状态，与之相反，人类基因组中大小为100—1000 bp左右且富含CpG二核苷酸的CpG岛则总是处于未甲基化状态，并且与56%的人类基因组编码基因相关。人类基因组序列草图分析结果表明，人类基因组CpG岛约为28890个，大部分染色体每1 Mb就有5—15个CpG岛，平均值为每Mb含10．5个CpG岛，CpG岛的数目与基因密度有良好的对应关系[9]。由于DNA甲基化与人类发育和肿瘤疾病的密切关系，特别是CpG岛甲基化所致抑癌基因转录失活问题，DNA甲基化已经成为表观遗传学和表观基因组学的重要研究内容。 几十年来，ＤＮＡ一直被认为是决定生命遗传信息的核心物质，但是近些年新的研究表明，生命遗传信息从来就不是基因所能完全决定的，比如科学家们发现，可以在不影响ＤＮＡ序列的情况下改变基因组的修饰，这种改变不仅可以影响个体的发育，而且还可以遗传下去。这种在基因组的水平上研究表观遗传修饰的领域被称为“表观基因组学(epigenomics）”。表观基因组学使人们对基因组的认识又增加了一个新视点：对基因组而言，不仅仅是序列包含遗传信息，而且其修饰也可以记载遗传信息。 摘要表观遗传学是研究没有DNA 序列变化的可遗传的基因表达的改变。遗传学和表观遗传学系统既相区别、彼此影响，又相辅相成，共同确保细胞的正常功能。表观遗传学信息的改变，可导致基因转录抑制、基因组印记、细胞凋亡、染色体灭活以及肿瘤发生等。 关键词表观遗传学；甲基化；组蛋白修饰；染色质重塑；非编码RNA 调控；副突变 表观遗传学( epigenetics) 是研究没有DNA序列变化的可遗传的基因表达的改变。它最早是在1939 年由Waddington在《现代遗传学导论》一书中提出，当时认为表观遗传学是研究基因型产生表型的过程。1996 年，国内学术界开始介绍epigenetics 研究，其中译名有表遗传学、表观遗传学、表型遗传修饰等10 余种，其中，表观遗传学、表遗传学在科技文献中出现的频率较高。 1 表观遗传学调控的分子机制 基因表达正确与否，既受控于DNA 序列，又受制于表观遗传学信息。表观遗传学主要通过DNA 的甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑和非编码RNA 调控等方式控制基因表达。近年发现，副突变也包含有表观遗传性质的变化。 1.1 DNA 甲基化DNA 甲基化是由酶介导的一种化学修饰，即将甲基选择性地添加到蛋白质、DNA 或RNA上，虽未改变核苷酸顺序及组成，但基因表达却受影响。其修饰有多种方式，即被修饰位点的碱基可以是腺嘌呤N!6 位、胞嘧啶的N!4 位、鸟嘌呤的N!7 位和胞嘧啶的C!5 位，分别由不同的DNA 甲基化酶催化。在真核生物DNA 中，5- 甲基胞嘧啶是唯一存在的化学性修饰碱基，CG 二核苷酸是最主要的甲基化位点。DNA 甲基化时，胞嘧啶从DNA 双螺旋突出，进入能与酶结合的裂隙中，在胞嘧啶甲基转移酶催化下，有活性的甲基从S- 腺苷甲硫氨酸转移至胞嘧啶5' 位上，形成5- 甲基胞嘧啶( 5mC)。DNA 甲基化不仅可影响细胞基因的表达，
恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制
项目名称：恶性肿瘤发生、发展的细胞表观遗传机制首席科学家：尚永丰北京大学 起止年限：2011.1至2015.8 依托部门：教育部
二、预期目标 总体目标： 本项目瞄准表观遗传学研究的前沿，整合国内优秀研究人员，系统深入地开展恶性肿瘤发生发展及侵袭转移的表观遗传学研究。本项目的总体目标如下：阐明表观遗传关键机制即DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA对基因表达调控的影响；明确表观遗传调控在乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移中的作用；揭示EMT过程中的表观遗传学变化及细胞重编程机制；阐明细胞微环境在肿瘤转移中的作用及机制；整合各种信息数据，描绘乳腺癌、肺癌发生发展及侵袭转移的分子调控网络。通过本项目的实施，建立和完善表观遗传学研究的新的技术体系，实现我国在生命科学及医学研究领域的理论创新，为恶性肿瘤预警、诊断、治疗和药物筛选提供新思路、新途径和新靶标，发现几个潜在的可以用于乳腺癌、肺癌诊断的分子标志物及药物治疗的分子靶标，并在本项目的实施过程中建立一支具有国际竞争力的研究团队。 五年预期目标： 1、发现一批新的组蛋白修饰因子，探明组蛋白修饰与DNA甲基化之间相互作 用的分子机制，筛选一批肿瘤相关ncRNA，鉴定一批具有潜在临床应用价值的肿瘤诊断及治疗的新的ncRNA分子靶标；鉴定一批新的EMT关键调控因子；发现针对转移型乳腺癌、肺癌的新的有效治疗靶点。 2、建立一整套适应于恶性肿瘤表观遗传学研究的技术平台和技术体系。 3、培养一批中青年学术带头人和学术骨干；培养研究生（含硕、博）50名以上、 博士后12名以上。 4、在国际一流杂志（IF>10）发表论文8篇以上，在有影响力的杂志（IF>5）上 发表论文25篇以上。
表观遗传学与癌症肿瘤
表观遗传学与癌症肿瘤 卢向成20121220 摘要：表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。 关键词：表观遗传学、癌症、肿瘤 1表观遗传学表 表观遗传学是研究基因的核苷酸序列不发生改变的情况下，基因表达了可遗传的变化的一门遗传学分支学科。表观遗传的现象很多，已知的有DNA甲基化（DNA methylation），基因组印记（genomic impriting），母体效应（maternal effects），基因沉默（gene silencing），核仁显性，休眠转座子激活和RNA编辑（RNA editing）等。表观遗传学是与遗传学(genetic)相对应的概念。遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平变化，如基因突变、基因杂合丢失和微卫星不稳定等；而表观遗传学则是指基于非基因序列改变所致基因表达水平变化，如DNA甲基化和染色质构象变化等；表观基因组学(epigenomics)则是在基因组水平上对表观遗传学改变的研究。 2癌症肿瘤中存在表观遗传修饰的异常 2.1 DNA甲基化修饰与癌症肿瘤 DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶(DNMTs)的催化下,将甲基基团转移到胞嘧啶碱基上的一种修饰方式。它主要发生在富含双核苷酸CpG岛的区域,在人类基因组中有近5万个CpG岛[5]。正常情况下CpG岛是以非甲基化形式(活跃形式)存在的，DNA甲基化可导致基因表达沉默。DNMTs的活性异常与疾病有密切的关系,例如位于染色体上的DNMT3B基因突变可导致ICF综合征。有报道[6]表明，重度女性侵袭性牙周炎的发生与2条X染色体上TMP1基因去甲基化比例增高有关。DNMT基因的过量表达与精神分裂症和情绪障碍等精神疾病的发生也密切相关。风湿性疾病等自身免疫性疾病特别是系统性红斑狼疮(SLE)与DNA甲基化之间关系已经确定[7]，在SLE病人的T细胞发现DNMTs活性降低导致的异常低甲基化。启动子区的CpG岛过度甲基化使抑癌基因沉默,基因组总体甲基化水平降低导致一些在正常情况下受到抑制的基因如癌基因被激活[8],都会导致细胞癌变，进而导致癌症的产生。 2.2 组蛋白修饰与癌症肿瘤 组蛋白的修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、ADP核糖基化、羰基化等,组成各种组蛋白密码。其中,研究最多的是乙酰化、甲基化。一般来说，组蛋白乙酰化标志着其处于转录活性状态;反之，组蛋白低乙酰化或去乙酰化表明处于非转录活性的常染色质区域或异染色质区域。乙酰化修饰需要乙酰化转移酶(HATs)和去乙酰化酶(HDACs)参与。组蛋白修饰酶异常可导致包括癌症在内的各
中医药大学2018年专升本下学期期末细胞生物学及遗传学 - 复习题及答案-名校版
《细胞生物学及遗传学》考前复习题 填空 1、同染色体两两配对，称联会，交叉发生在非姐妹染色单体之间。 2、正常人类女性核型描述为22+XX。正常人类男性核型描述为22+XY 3、遗传的三大定律是分离定律、自由组合定律和连锁互换定律。 4、分离定律适用于受1对等位基因控制的1对相对性状的遗传。 5、自由组合定律适用于不同染色体上的2对或2 对以上基因控制的性状遗传，其细胞学基础是非同源染色体的自由组合，其实质是非等位基因的自由组合。 6、丈夫0型血，妻子B型血，孩子可能出现O或B血型，不可能出现A或AB血型。 7、数量性状的相对性状之间差别微小，中间有许多过渡类型，性状的变异分布是连续的，不同的个体之间只有量的差别。 8、基因突变是指基因在分子结构上发生的碱基对组成或排列顺序的改变，也称为点突变；分为体细胞基因突变和生殖细胞基因突变。 名词解释 1、细胞生物学：是研究和揭示细胞基本生命活动规律的科学，它从显微、亚显微与分子水平上研究细胞结构与功能、细胞增殖、分化、代谢、运动、衰老、死亡，以及细胞信号传导，细胞基因表达与调控，细胞起源与进化等重大生命过程。 2、显微结构：在普通光学显微镜中能够观察到的细胞结构，直径大于0.2微米，如细胞的大小及外部形态、染色体、线粒体、中心体、细胞核、核仁等。 3、遗传学：研究生物遗传和变异的科学 4、原核细胞: 没有核膜包围的核细胞，其遗传物质分散于整个细胞或集中于某一区域形成拟核。如：细菌、蓝藻等。 选择题 1、哪种碱基不是DNA的成分（D）A.腺嘌呤B.鸟嘌呤C.胞嘧啶D.尿嘧啶 2、RNA分子中碱基配对规律是（C）A.A配T、G配C B.A配G、T配C C.A配U、G配C D.A配T、C配U 3、如果在某体细胞中染色体数目在二倍体的基础上减少一条可形成C A.单倍体 B.三倍体 C.单体型 D.三体型 4、下列那一条不符合常染色体显性遗传的特征（D）A.男女发病机会均等B.系谱中呈连续现象C.双亲无病时，子女一般不会发病D.患者都是纯合子发病，杂合子是携带者 5、在纯种植物一对相对性状的杂交实验中，子一代自交若子二代显性性状和隐性性状的比未3:1，这种现象符合（A）A.分离定律 B.自由组合定律C.完全连锁遗传D.不完全连锁遗传 6、下列那种蛋白在糙面内质网上合成（C）A.actin B.spectrin C.酸性磷酸酶D.酵母外激素a因子 7、细胞分化方向决定的细胞与干细胞相比（B）A.已经发生了形态特征的变化B.没有发生形态特征的变化C.丧失了细胞分裂能力D.分化细胞特有功能的获得 8、在胚胎发育中，一部分细胞对邻近的另一部分细胞产生影响，并决定其分化方向的作用