5甲基胞嘧啶抗体的应用

背景^[1-3]

5甲基胞嘧啶抗体是一类可以特异性结合5甲基胞嘧啶的多克隆抗体蛋白，主要用于需要检测5甲基胞嘧啶的相关实验。

5－methylcytosine，许多动、植物DNA的脱氧核苷酸的嘧啶碱基之一。例如在小牛胸腺核酸和麦胚芽的DNA中有大量存在。在动、植物的RNA中也含有微量。其生物学意义过去很长时期欠明，但近年已明确它在控制基因表达方面起重要作用。

5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine）为胞嘧啶受到甲基化之后，附加一个甲基于5号碳上的的型态，结构改变，但与互补碱基的配对性质不变。

5甲基胞嘧啶抗体

5-甲基胞嘧啶是一种表观遗传修饰，参与的酵素称为DNA甲基转移酶。对于细菌而言，5-甲基胞嘧啶可见于各式不同的位置，可用来作为一种标记，保护DNA不受自身的甲基化敏感限制酶破坏。在植物体内，5-甲基胞嘧啶出现于CpG与CpNpG序列里。而对真菌及动物来说，则主要存在于CpG双核苷酸中。所有真核生物细胞中皆只有少量此类位置，脊椎动物的Cpg胞嘧啶约有70%到80%受到甲基化。

胞嘧啶受到脱氨作用后，会转变成尿嘧啶，不过此情形相会被DNA修复酵素辨识并移除，而5-甲基胞嘧啶在脱氨作用之后则会形成胸腺嘧啶。此种转变会导致置换突变的发生。

一般的胞嘧啶可在某些化学物质，如亚硝酸的作用下而发生脱氨作用，进而转变成胸腺嘧啶。5-甲基胞嘧啶可以抵抗亚硫酸所可能造成的脱氨作用，因此可用亚硫酸定序法来分析DNA胞嘧啶的甲基化情形。

应用^[4][5]

用于干旱胁迫对谷子DNA胞嘧啶甲基化变异的影响研究

干旱（Drought）是全世界最普遍的自然现象,并且是对农作物伤害最严重的胁迫之一。近年来,人们对干旱引起的作物减产问题越来越重视,抗旱研究已成为全球的研究热点。植物对干旱的响应体现在生长发育的各个阶段。许多研究结果发现表观遗传修饰可以影响植物的生长发育。尤其是DNA甲基化作为表观遗传修饰的重要组成成员,对于基因表达的调控,以及基因组防御等过程有重要作用。已有研究发现逆境胁迫可以引起植物DNA甲基化水平以及模式的变异。

为了对植物响应干旱胁迫的表观遗传效应进一步研究,并为了对干旱胁迫表观遗传机制的了解更加全面,发现植物可能的抗旱功能基因,本研究以抗旱种质谷子品种豫谷1为实验材料,利用20%PEG模拟干旱胁迫条件,对谷子胁迫处理2h、6h、12h、24h、3d、5d后,随机混取各个时间点的叶片DNA,运用MSAP技术进行DNA甲基化水平和模式检测,并且对干旱胁迫引起的变异进行分析。

本研究共获得1520个清晰的位点,扩增条带1476-1502条,甲基化水平的变化范围为10.92%-11.05%,其中半甲基化位点30-57个,占总位点的1.97%-3.75%,全甲基化位点110-138个,占总位点的7.24%-9.08%,表明甲基化在谷子中甲基化模式更多的是全甲基化。根据甲基化位点分析发现,CG位点的甲基化水平比CNG位点以及CG/CNG位点分别高出3.9%和3.7%,说明甲基化多数发生在CG位点上。干旱胁迫引起的甲基化变异位点占总位点的0.52%-2.11%,其中发生超甲基化变化的位点占总位点的0.13%-0.54%,而发生去甲基化的位点占总位点的0.13%-1.78%。根据发生甲基化变异的位点分析发现,甲基化变异主要发生在CNG位点,CNG位点发生超甲基化的概率为0.07%-0.20%,而发生去甲基化的概率为0.13%-1.64%。

对甲基化变异带进行回收测序,Blast N和Blast X分析结果表明,干旱胁迫引起的谷子甲基化变异序列与已知谷子中过氧化酶基因同源,表明谷子在应对干旱胁迫时,甲基化变异与植物体内相关蛋白基因相互作用从而适应胁迫。

参考文献

[1]Genome demethylation and imprinting in the endosperm[J].Matthew J Bauer,Robert L Fischer.Current Opinion in Plant Biology.2011(2)

[2]Signal transduction during cold,salt,and drought stresses in plants[J].Guo-Tao Huang,Shi-Liang Ma,Li-Ping Bai,Li Zhang,Hui Ma,Ping Jia,Jun Liu,Ming Zhong,Zhi-Fu Guo.Molecular Biology Reports.2012(2)

[3]Alteration of DNA methylation level and pattern in sorghum（Sorghum bicolor L.）pure-lines and inter-line F1 hybrids following low-dose laser irradiation[J].Huan Wang,Qizhi Feng,Meishan Zhang,Chunwu Yang,Wei Sha,Bao Liu.Journal of Photochemistry＆Photobiology,B:Biology.2010(3)

[4]Rice cytosine DNA methyltransferases–gene expression profiling during reproductive development and abiotic stress[J].RitaSharma,R.K.Mohan Singh,GarimaMalik,PriyankaDeveshwar,Akhilesh K.Tyagi,SanjayKapoor,MeenuKapoor.FEBS Journal.2009(21)

[5]王晶晶.干旱胁迫对谷子DNA胞嘧啶甲基化变异的影响研究[D].辽宁大学,2017.