拟南芥DDM1通过组蛋白甲基化H3K4me3和H3K27me3影响基因表达的研究
发布时间：2024-11-02 23:31
表观遗传学是研究DNA序列不发生改变的情况下,基因表达发生可遗传的改变的一门学科。组蛋白修饰作为表观遗传学的一个重要机制,对基因调控和基因组稳定性起着至关重要的作用。DDM1(DECREASED DNA METHYLATION 1)是植物体中一个重要的染色质重塑因子。在拟南芥中,DDM1突变会造成全基因组甲基化水平的下降和组蛋白修饰的变化,同时也会改变核小体的排布,导致染色质致密程度的改变。在拟南芥中,DDM1影响甲基化水平变化的研究较多,但是DDM1如何影响组蛋白修饰,从而影响基因表达的研究较少。因此在本研究中,我们以Col-0生态型和Col-0背景下的DDM1突变体ddm1-10为试验材料,利用ChIP-seq寻找野生型和DDM1突变体中H3K4me3和H3K27me3差异富集的区域,以及H3变化的区域,以此来探究由DDM1引起的染色质重塑过程对H3K4me3和H3K27me3变化的影响。同时联合转录组分析和全基因组甲基化分析,筛选出只由H3K4me3或H3K27me3影响表达的基因。以期进一步揭示DDM1通过多种表观遗传学修饰影响拟南芥基因表达的机制。本研究得到结论如下:1、拟南芥...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 表观遗传学
1.1.1 表观遗传学简介
1.1.2 动态DNA甲基化
1.1.3 组蛋白修饰
1.1.4 非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)
1.2 组蛋白甲基化
1.2.1 组蛋白甲基化的建立与去除
1.2.2 组蛋白甲基化的生物学功能
1.3 DDM1的功能及研究进展
1.3.1 染色质重塑酶的功能及研究方法
1.3.2 DDM1的发现及结构特征
1.3.3 DDM1对组蛋白甲基化的影响
1.3.4 DDM1及其同源基因在植物种的研究进展
1.4 ChIP-seq技术概述
1.5 全基因组甲基化技术概述
1.6 转录组技术概述
1.7 研究目的与意义
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.2 试验试剂
2.3 试验仪器
2.4 常用试剂配制
2.5 试验方法
2.5.1 拟南芥的种植
2.5.2 1/2MS培养基的配制
2.5.3 CTAB提取拟南芥DNA
2.5.4 ChIP-seq试验
2.5.5 RNA-seq试验
2.5.6 WGBS-seq试验
2.6 数据分析流程
3 Col-0与ddm1-10多组学数据预处理
3.1 试验方法
3.1.1 测序数据的获得
3.1.2 测序质量检测
3.1.3 数据过滤
3.1.4 将测序数据比对到参考基因组上
3.2 结果与分析
3.2.1 H3K4me3、H3K27me3和H3组蛋白ChIP-seq数据预处理
3.2.2 Col-0和ddm1-10转录组数据预处理
3.2.3 Col-0和ddm1-10全基因组重亚硫酸盐测序数据预处理
3.3 讨论
3.4 本章小结
4 Col-0和ddm1-10多组学差异位点分析
4.1 试验方法
4.1.1 Col-0和ddm1-10多组学差异位点鉴定
4.1.2 H3K4me3、H3K27me3和H3组蛋白富集位点结合强度
4.1.3 差异表达基因GO富集分析
4.2 结果与分析
4.2.1 Col-0和ddm1-10 ChIP-seq差异位点分析
4.2.2 Col-0和ddm1-10差异表达基因分析
4.2.3 Col-0和ddm1-10差异甲基化区域(DMR)分析
4.3 讨论
4.4 本章小结
5 Col-0和ddm1-10多组学关联及功能分析
5.1 试验方法
5.2 结果与分析
5.2.1 染色质重塑对H3K4me3和H3K27me3的影响
5.2.2 H3K4me3和H3K27me3组蛋白修饰对基因表达的影响
5.3 讨论
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：4010323
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 表观遗传学
1.1.1 表观遗传学简介
1.1.2 动态DNA甲基化
1.1.3 组蛋白修饰
1.1.4 非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)
1.2 组蛋白甲基化
1.2.1 组蛋白甲基化的建立与去除
1.2.2 组蛋白甲基化的生物学功能
1.3 DDM1的功能及研究进展
1.3.1 染色质重塑酶的功能及研究方法
1.3.2 DDM1的发现及结构特征
1.3.3 DDM1对组蛋白甲基化的影响
1.3.4 DDM1及其同源基因在植物种的研究进展
1.4 ChIP-seq技术概述
1.5 全基因组甲基化技术概述
1.6 转录组技术概述
1.7 研究目的与意义
2 材料与方法
2.1 试验材料
2.2 试验试剂
2.3 试验仪器
2.4 常用试剂配制
2.5 试验方法
2.5.1 拟南芥的种植
2.5.2 1/2MS培养基的配制
2.5.3 CTAB提取拟南芥DNA
2.5.4 ChIP-seq试验
2.5.5 RNA-seq试验
2.5.6 WGBS-seq试验
2.6 数据分析流程
3 Col-0与ddm1-10多组学数据预处理
3.1 试验方法
3.1.1 测序数据的获得
3.1.2 测序质量检测
3.1.3 数据过滤
3.1.4 将测序数据比对到参考基因组上
3.2 结果与分析
3.2.1 H3K4me3、H3K27me3和H3组蛋白ChIP-seq数据预处理
3.2.2 Col-0和ddm1-10转录组数据预处理
3.2.3 Col-0和ddm1-10全基因组重亚硫酸盐测序数据预处理
3.3 讨论
3.4 本章小结
4 Col-0和ddm1-10多组学差异位点分析
4.1 试验方法
4.1.1 Col-0和ddm1-10多组学差异位点鉴定
4.1.2 H3K4me3、H3K27me3和H3组蛋白富集位点结合强度
4.1.3 差异表达基因GO富集分析
4.2 结果与分析
4.2.1 Col-0和ddm1-10 ChIP-seq差异位点分析
4.2.2 Col-0和ddm1-10差异表达基因分析
4.2.3 Col-0和ddm1-10差异甲基化区域(DMR)分析
4.3 讨论
4.4 本章小结
5 Col-0和ddm1-10多组学关联及功能分析
5.1 试验方法
5.2 结果与分析
5.2.1 染色质重塑对H3K4me3和H3K27me3的影响
5.2.2 H3K4me3和H3K27me3组蛋白修饰对基因表达的影响
5.3 讨论
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：4010323
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/4010323.html
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