在人类和小鼠四个细胞系中组蛋白修饰与基因表达的研究

发布时间：2020-05-13 14:21

【摘要】：组蛋白修饰是表观遗传修饰的一种,它与炎症反应、基因表达、疾病发生都有关系。人类和小鼠在细胞结构、解剖形态上类似,本文研究人类和小鼠在组蛋白修饰方面的异同。以具有分化功能的胚胎干细胞H1-hesc(Human)、ES-bruce4(Mouse)和已经分化的白血病细胞系K562(Human)、MEL(Mouse)这四个细胞系的七种组蛋白修饰数据、Refseq数据和RNAseq数据进行分析。在两者的同源基因里分析比较了全基因组和转录起始位点(transcriptional start site,TSS)组蛋白修饰分布、高低表达基因里组蛋白修饰差异倍数和组蛋白修饰之间的Spearman相互关系;在不同的基因集合里分析比较组蛋白修饰和基因表达值的Pearson相互关系;对人类和小鼠非共有基因进行GO分析和KEGG分析;在癌症通路里对组蛋白修饰和基因表达值(Reads Per Kilobase per Million mapped reads,RPKM)做Pearson相关性分析,比较慢性白血病通路(chronic myelogenous leukemia,CML)中致癌基因和抑癌基因组蛋白修饰分布,利用IGV软件检索单个基因的组蛋白修饰分布情况。本篇文章主要研究成果如下:1.对同源基因集合进行分析,对比高低表达基因的差异倍数,H3K4me3的差异倍数在人类和小鼠的癌症细胞中都远远大于正常细胞。对比高低表达基因组蛋白修饰之间的关系,发现在高表达基因里,人类H1-hesc和K562的相关性类似,小鼠ES-bruce4和MEL的相关性类似。2.对比TSS上下游2000bp处三种基因集合RPKM和组蛋白修饰的关系,发现在同源基因集合中H3K27me3在人类、小鼠当中都是负相关。在编码基因集合中,人类有负相关存在,但小鼠全都是正相关。而非共有的那部分基因可能是这两部分基因相关性结果不同的原因。3.针对非共有的基因集合做了KEGG分析,结果表明在人类和小鼠的这部份基因中最主要的是与嗅觉有关的通路。利用IGV软件做组蛋白修饰信号分析,发现小鼠Cdkn2a和人类CDKN2A的H3K27ac信号分布在正常细胞和癌症细胞中有差异。
【图文】：

组蛋白

图 1.1 组蛋白的结构Fig 1.1 The structure of histone modification蛋白修饰是科学家们研究的重点，它参与基因表达调控和它Yu Hong 等人在 T 细胞里将组蛋白修饰在 TSS 上下游 100知的与转录激活有关的组蛋白修饰会聚成一类，转录抑制有alic Rosa 等使用 CD4+T 里的数据建立预测模型，该模型利用是高或低，证实了组蛋白修饰和表达量有一定关系[13]。Che蛋白修饰建立模型去预测表达量高低，发现 H3K4me3、H3K平较高，H3K9me3、H3K27me3 预测基因表达水平较低[14]。修饰在高表达基因和低表达基因内的聚类发现，高表达基因的关系不同[15]。不同的组蛋白修饰在转录中所起到的作用也9、H3K36 发生了甲基化大多会促进转录，H3K9、H3K27、[18,19]；偶尔会有特例，H3K36 甲基化如果标记了一个基因的

功能区域,组蛋白,同源基因

3.1 同源基因四个细胞系全基因组组蛋白修饰差异分析参考 Refseq 数据，本文对 15798 个人类和小鼠符号相同的同源基因分析，将全基因组 Promoter（TSS 上下游 1000bp）,5’UTR 、Exon、Intron、3’UTR、Down(TTS 下游 1000个区域。通过计算使组蛋白修饰数据片段起始位点和终止位点取一个平均值，让这些平位点与六个功能区域的位点范围相比对看能否落入，若落入到功能区域的范围内数值计不在这个位点范围内数值计为 0。统计了所有的 read 数后，将 read 按照公式（2-2）归，得到每个基因每个功能区域的组蛋白修饰值，，再将每一个功能区范围内得到的组蛋白值计算平均数值以方便整体比较，然后就得到了同源基因在功能区域内的组蛋白修饰分布结果在图 3.1 和表 3.1。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：Q78

【参考文献】