表观遗传学 第六章 X染色体失活

Epigenetics,2008-2009,Semester1,USTC表观遗传学第六章X染色体失活Epigenetics,2008-2009,Semester1,USTCXYXX性染色体：人类、哺乳动物性染色体：人类、哺乳动物性染色体：人类、哺乳动物生物秀-专心做生物性染色体：鸟类性染色体：鸟类性染色体：鸟类生物秀-专心做生物性染色体：果蝇性染色体：果蝇性染色体：果蝇生物秀-专心做生物性染色体：线虫性染色体：线虫性染色体：线虫雄性：单叶的性腺，输精管；雌雄同体：两个卵巢、输卵管、藏精器，一个子宫优先选择雄性的精子Epigenetics,2008-2009,Semester1,USTCMATaMATaMATaMATaaaa/a性染色体：酵母性染色体：酵母性染色体：酵母生物秀-专心做生物无性染色体：海龟无性染色体：海龟无性染色体：海龟生物秀-专心做生物无性染色体：海龟无性染色体：海龟无性染色体：海龟生物秀-专心做生物性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿X-染色体失活生物秀-专心做生物性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿生物秀-专心做生物性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿性染色体：剂量补偿生物秀-专心做生物剂量补偿剂量补偿剂量补偿生物秀-专心做生物剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇r1.雄性中，形成MSL(male-specificlethal)复合物:msl1,msl2,msl3,mle,andmof，并包含roXRNAsr2.MLE：ATP依赖的RNA/DNAhelicaser3.MOF:组蛋白H4K16的乙酰转移酶r4.雌性中，SXL阻止msl2的转录-降低msl1的表达生物秀-专心做生物剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇生物秀-专心做生物剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇剂量补偿：果蝇rMSL与雄性X染色体上许多特定的位点结合生物秀-专心做生物剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫r剂量补偿复合物生物秀-专心做生物剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫r1.rex(recognitionelements):首先招募剂量补偿复合物(DCC)r2.接着扩展到整个染色体上生物秀-专心做生物剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫剂量补偿：线虫r1.雌性中，常染色体上的性别决定基因her-1被沉默到5%的表达水平r2.xol-1:性别决定的开关/转换基因生物秀-专心做生物染色体失活XX染色体失活染色体失活r雌性的一条X染色体完全失去活性RainbowCopyCatAllieX染色体失活生物秀-专心做生物哺乳动物的性别决定哺乳动物的性别决定哺乳动物的性别决定生物秀-专心做生物哺乳动物的性别决定哺乳动物的性别决定哺乳动物的性别决定r1.SRY：睾丸决定因子r2.定位于Y染色体上:|极少数的XX雄性，SRY重定位与X染色体|极少数的XY雌性中缺乏SRY生物秀-专心做生物年，TheLyonHypothesis,由英国遗传学家MaryLyon提出r2.体细胞中的X染色体失活发生在胚胎发育的早期r3.失活是随机的：每一个细胞中，随机挑选父系/母系的X染色体失活r4.整条X染色体都失去活性(有例外)r5.X染色体的失活是永久性的，克隆过程中保持失活的状态r6.所有哺乳动物中都存在X染色体失活现象X染色体失活：LyonizationXX染色体失活：染色体失活：LyonizationLyonization生物秀-专心做生物失活的X染色体被称为Barrbody生物秀-专心做生物雄性：46,XYr2.KlinefelterSyndrome：47,XXYMosaic;48,XXXY;49XXXXYr3.出现几率：1/500~1/1,000malebirths|无生育能力|骨质疏松症|学习、情绪以及智力的紊乱|自身免疫疾病，例如红斑狼疮|缺乏活力|沟通困难|脾气暴躁|发育迟缓生物秀-专心做生物’sSyndromeTurnerTurner’’sSyndromesSyndromer雌性–45,X|出现几率：1/2500|身材不高|不育|高血压r1:4会发生自发流产r雌性–47,XXX：正常生物秀-专心做生物生物秀-专心做生物染色体失活XX染色体失活染色体失活r1.雄性的X染色体基因是半合子(hemizygous)r2.雌性通过失活一条X染色体，成为功能性的半合子r3.X染色体的部分区域不发生失活|A.X和Y染色体上，类似常染色体的区域|B.少数基因不发生失活：ZFX,RPS4X,UBE1|C.同源重组区域生物秀-专心做生物染色体失活发生在胚胎发育的早期–24细胞期r2.X染色体失活具有随机性r3.失活模式确定之后，其子代的失活模式也随即固定r4.因此，雌性是“镶嵌体”(mosaics):有些部分表达Xp，有些部分表达XmXmXpXmXpXmXpXmXpXmXpXmXpXmXpXmXpXmXpX染色体失活XX染色体失活染色体失活生物秀-专心做生物染色体失活XX染色体失活染色体失活r1.母系遗传的X染色体(Xm)在卵子里呈活化状态，父系遗传的X染色体(Xp)在精子中是沉默的r2.受精后，在胚胎植入前，Xp被重新激活r3.滋养外胚层(trophectoderm)和初级内胚层(primitiveendoderm)，分别自着床的3.5and4.5dpc(dayspostcoitum),Xp更容易失活r4.外胚叶细胞，将发育成配子细胞和体细胞，Xm和Xp随机失活r5.在原生殖细胞中，失活的X染色体12.5dpc左右重新激活r6.当雌性配子细胞进入减数分裂时，两条X染色体都重新被激活生物秀-专心做生物染色体失活XX染色体失活染色体失活生物秀-专心做生物两种不同的调控机制:|1.计数：细胞感知X染色体的数目，并保证只有一个X染色体有活性，其他的X染色体失活|2.选择：决定X染色体是失活还是保持活化计数选择非随机随机保证常染色体上的基因/X染色体上的基因=2:1X染色体失活XX染色体失活染色体失活Epigenetics,2008-2009,Semester1,USTCX-inactivationcenterXX--inactivationcenterinactivationcenterrXIC–XchromosomeInactivationCenter|XIC调控XIST基因的表达生物秀-专心做生物：小鼠vs.人XX--inactivationcenterinactivationcenter：小鼠：小鼠vs.vs.人人生物秀-专心做生物中的功能元件XicXic中的功能元件中的功能元件r1.计数功能元件:|20kb的区域|每个细胞里存在一个活性的X染色体|#of活化的X染色体=(#ofX)-1r2.选择功能元件:多个元件：Tsix(Xistantisense)–保证失活随机发生；DXPas34和Xite-激活Tsix；CTCF(TF)-调控Tsixregulation(染色质的绝缘子)r3.其他元件：非编码的RNA生物秀-专心做生物:X-inactive-specifictranscriptr2.XIST:产生一个17kb的非编码的RNA分子r3.将~150MB的X染色体包裹起来-顺式作用，r4.LINE(LongINterspersedElements)：协助信号的传播生物秀-专心做生物在胚胎干细胞中的转录模式XISTXIST在胚胎干细胞中的转录模式在胚胎干细胞中的转录模式生物秀-专心做生物