选择性剪接与DNA甲基化相互关系的研究

摘要

选择性剪接是真核生物中基因表达的一种重要的调控机制，也是高等生物中蛋白质多样性的主要来源。最近的研究工作揭示了表观遗传学（如组蛋白修饰）在调控选择性剪接方面的重要作用。DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰，它与肿瘤发生密切相关。人们推测DNA甲基化也可能参与选择性剪接的调控，但是目前尚无任何实验证据。
　　 近年来大量生物学实验的数据积累，形成了当前数以万计的生物信息数据库。本论文通过对数据库的检索，筛选出6个基因，这些基因的选择性剪接和DNA甲基化状态同时在分化前和分化后的人类胚胎干细胞(hESC)之间发生相应的变化。后来，我们通过在不同的细胞系及小鼠组织中的实验发现选择性剪接和DNA甲基化之间存在相关性。
　　 为了进一步阐明选择性剪接和DNA甲基化的相互关系，首先，我们通过诱导小鼠成肌细胞C2C12分化来改变基因的选择性剪接后发现，DNA甲基化并没有发生明显的变化。同时，我们尝试先利用DNA甲基化抑制剂或敲低DNA甲基化相关基因来改变细胞的甲基化水平后，再检测基因的选择性剪接，但也未发现明显变化；后来，我们通过构建外源的minigene来模拟内源基因的选择性剪接，再用点突变的方法将minigene上的甲基化位点突变使之无法被甲基化，我们发现正常的和突变的minigene之间的选择性剪接并没有明显的差异。鉴于外源和内源基因的染色体结构无法完全一致，我们认为应该先通过基因敲入(knock-in)改变内源基因的目的位点从而改变甲基化水平，然后再分析其选择性剪接情况，虽然其周期长且难度大，但我们正致力于解决这个重要问题。
　　 本论文的研究工作证实了选择性剪接和DNA甲基化的相关性，而且为深入研究DNA甲基化调控选择性剪接的机制提供了思路，并且对该调控机制的深入研究将有可能为许多遗传病以及肿瘤的治疗找到新的靶位、开辟新的途径，具有非常重要的意义。