TET1调控组蛋白H4K16ac参与DNA损伤修复

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目的:  TET1(ten-eleven translocation1)是TETs(TET1/TET2/TET3)家族成员,主要功能为促进5-甲基胞嘧啶转化为5-羟甲基胞嘧啶。TET1最初作为混合系白血病(Mixed lineage leukemia)的融合组分而被发现。ChIP-seq分析发现TET1在转录起始位点(TSS)±10kb左右处富集,而这一区域与DNA复制、DNA损伤修复以及癌症相关通路的调节有关。由此可见TET1基因在DNA损伤修复和肿瘤形成中起重要作用。因此,通过研究一系列组蛋白修饰标记(marker)是否与TET1产生相互作用来探讨TET1调控DNA损伤修复的具体机制。  方法:  首先通过ChIP-Seq技术探究TET1与H4K16ac在胚胎干细胞(ES)细胞中所结合的基因启动子,并分析TET1与H4K16ac的ChIP数据集重叠峰(peak-overlap)区;进一步运用体细胞基因敲除技术敲除HCT116和HEK293T细胞中TET1基因并检测DNA损伤及基因组稳定性情况;其次利用免疫共沉淀、pull down assay、实验检测TET1与H4K16ac在细胞体内外相互作用情况;最后使用免疫荧光实验检测TET1基因敲除细胞DNA损伤应答情况。  结果:  (1) TET1与H4K16ac在ES细胞中主要结合于DNA损伤修复基因和细胞周期基因的启动子区。TET1与组蛋白H4K16ac的ChIP数据集peak具有近60%重叠(overlap)区。  (2) TET1基因敲除引起DNA修复途径受损和基因组不稳定;(3) TET1基因敲除导致H4K16ac水平下调;  (4) TET1蛋白氨基端与H4K16ac存在相互作用;  结论:  TET1与组蛋白H4K16ac的ChIP-peak具有近60%重叠区(overlap),二者主要分布于DNA损伤修复基因和细胞周期基因的启动子区;TET1基因缺失引发DNA损伤修复缺陷及基因组不稳定,导致细胞形态发生改变,微核、大核、多核细胞增加;体内外的实验都证明,TET1与H4K16ac存在相互作用;TET1敲除引起H4K16ac水平下调。因此,在DNA损伤条件下,TET1能够特异性调控H4K16ac的表观遗传转变,进而参与DNA损伤修复以及肿瘤形成过程。这些结果提示着TET1可作为肿瘤治疗中一个极具价值的靶基因,具有非常重要的研究意义。
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