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(文章篇)S5E27:SNP与甲基化研究的案例文章

2016-07-17 小张 小张聊科研

在前面(文章篇)S5E22: SNP与甲基化结合的研究是怎么做的?一文中,我们总结了研究SNP与DNA甲基化的两种模式:一类直接分析某一或某些基因的甲基化修饰和SNP与疾病的关系,另一类特别关注于基因启动子区域的SNP位点对基因甲基化修饰和表达的影响,两者一个是相关性,一个偏重于分子机制。今天我们通过这篇Blood文章具体看SNP位点对基因甲基化修饰以及基因表达的影响。

Allele-specific DNA methylation capacitates PEAR1 enhancer activityBlood. 2016 Jun 16. 下载链接:http://pan.baidu.com/s/1hsvzgDe 密码:ajri

介绍文章以前,先科普基本概念:

1. CpG岛(CpG island):CpG双核苷酸在人类基因组中的分布很不均一,而在基因组的某些区段,CpG保持或高于正常概率。CpG岛主要位于基因的启动子(promotor)和第一外显子区域,约有60%以上基因的启动子含有CpG岛。CpG岛的GC含量大于50%,长度超过200bp。C和G之间的p是磷酸二酯键,对应CpG岛的概念还有CpG shore等。

2. 增强子(Enhancer):指增加同它连锁的基因转录频率的DNA序列。增强子是通过启动子来增加转录的。有效的增强子可以位于基因的5’端,也可位于基因的3’端,有的还可位于基因的内含子中。增强子的效应很明显,一般能使基因转录频率增加10~200倍,有的甚至可以高达上千倍。

下面我们看文章的机制图:


文章的主要内容是这样的:


  1. 基因PEAF1高表达促进造血干细胞向单核细胞的分化;

  2. SNP位点Rs12041331的G基因型比A基因型有更高的PEAF1转录活性;

  3. G基因型邻近胞嘧啶(C)被甲基化,增加CpG岛甲基化程度;

  4. CpG岛的高甲基化使得特异性识别甲基化修饰胞嘧啶的转录因子CTCF结合变少,增强子功能开始;

内容分为:rs12041331甲基化修饰与PEAF1转录和表达的关系PEAF1表达、G基因型C甲基化与造血干细胞向单核细胞的分化的关系。

SNP位点是Rs12041331,与基因PEAF1的位置关系是如下图:


CGI即为CpG岛,红色箭头为SNP位点rs12041331的位置。

文章的整体思路是这样的:


看起来很复杂,实际上也不简单,根据文章的内容,我们自己理出几个因素之间的因果关系和关键要素:

具体内容我们就不展开了,我们理一理文章中的亮点:

  1. 首先是文章思路的创新:以前我们做SNP研究大多数都是做疾病相关性的,现在大家开始往机制上做,而SNP做机制没有统一的做法,这是因为SNP位点与基因的位置不同,往往延伸出不同的方向,比如前面我们介绍过SNP通过影响microRNA对靶基因的结合,这时SNP一般位于靶基因的3'UTR区;而SNP与lncRNA结合的时候,除了上面microRNA这种方式,还影响lncRNA与蛋白的结合((文章篇)S5E21: SNP,miRNA和lncRNA的课题设计?(文末两个福利))。而SNP与DNA甲基化结合最常见的就是影响甲基化的修饰,而DNA甲基化修饰与基因的转录关系是异常密切的,这篇文章就选的这条方向,而且是SNP位点的不同基因型通过间接影响上游CpG岛的甲基化程度和转录因子CTCF的结合,通过增强基因的转录调控基因表达,发挥功能。

  2. 文章对数据库和软件的应用:比如查询ENCODE数据库中PEAF1基因染色质修饰状态的数据、通过PROMO软件和TRANSFC数据库预测转录因子结合位点。






That’s all. Thank you!



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