基因组变异和核小体定位分别是遗传和表观遗传的因素,两者可相互影响,相互作用,改变基因表达模式,进而影响表型。项目拟分析人类基因组变异位点周围核小体定位的模式,阐明定位在变异形成中的作用;评估变异对核小体稳定性的影响并建立基于DNA序列特征的定量预测模型;建立人类疾病关联变异信息数据库,解析变异和定位之间相互作用与疾病表型之间的关联。此前,申请者建立了两种基于序列的核小体预测技术,研究了人类基因组核小体定位模式,分析了定位在基因转录调节中的作用,具有良好的研究基础。项目完成后,将阐明核小体定位与变异之间的相互作用及生物学意义,查明通过改变核小体定位来影响疾病表型的变异和分子机制。该研究是分析遗传和表观遗传相互作用的重要内容,也是将疾病关联变异应用于临床诊断和治疗过程中的必然步骤。
Nucleosome positioning;Singlenucleotide polymorphism;Histone modifications;DNA methylation;
项目拟分析人类基因组变异位点周围核小体定位的模式,阐明定位在变异形成中的作用;建立人类疾病关联变异的识别模型,解析变异和定位之间相互关联。目前,已经完成了如下研究(超过总任务90%)。研究的主要结论包括1,核小体对单核苷酸多态性(SNP)位点分布的塑造(shaping)作用具有基因组位置特异性,编码区SNP(无论是否同义)富集于核小体上;而内含子SNP都富集于核小体排开区域(NDR)。2,编码区SNP周围富集组蛋白乙酰化修饰,而内含子SNP周围排开组蛋白乙酰化修饰;疾病关联SNP周围富集组蛋白乙酰化酶和去乙酰化酶。3,同义编码SNP具有更低的颠换频率(P<10-11);且其周围具有GC-content无明显改变,而中性的SNP周围,GC-content明显高(P<10-7)。疾病关联的SNP的具有低甲基化水平。4,SNP位点的表观状态具有跨细胞系特征(在CD4+ T 和淋巴母细胞(GM12878)中验证)。5,SNP的在高表达基因体区域出现的频率更低。6,组蛋白修饰水平可以判定SNP的致病风险(ROC曲线AUC=0.72)。7,SNP左右1个碱基位置处,新发突变率比平均值高1.4倍(P<3.2?10-5);而在SNP上再次突变的概率低(P=1.35?10-9)。此外,项目还研究了基因组Poly-A位点的核小体定位以及与可变剪切的关系;分析了基因组转座原件与MiRAN分布的产生的关系;研究了Htz1、Chz1、Spt16等与核小体定位的关系。截止2013年12月,项目总计发表SCI学术论文3篇;2篇接收;投稿2篇。培养硕士研究生1名。