【摘 要】
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染色质作为遗传物质的载体,同时携带多种表观遗传信息。其中ATP依赖型的染色质重塑是表观遗传学的主要研究内容之一。SWI/SNF（switch/sucrose nonfermenting）亚家族复合物属于ATP依赖的染色质重塑复合物,它可以利用核心催化亚基BRG1或BRM水解ATP,改变组蛋白与DNA间的相互作用,重塑染色质并调节转录,因此染色质重塑可能会导致DNA的构象变化。通常,染色质中的大多数
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染色质作为遗传物质的载体,同时携带多种表观遗传信息。其中ATP依赖型的染色质重塑是表观遗传学的主要研究内容之一。SWI/SNF（switch/sucrose nonfermenting）亚家族复合物属于ATP依赖的染色质重塑复合物,它可以利用核心催化亚基BRG1或BRM水解ATP,改变组蛋白与DNA间的相互作用,重塑染色质并调节转录,因此染色质重塑可能会导致DNA的构象变化。通常,染色质中的大多数DNA分子为右旋DNA,也有一小部分以左旋DNA的形式存在,即所谓的Z-DNA。现有的资料充分表明Z-DNA在体内广泛存在,且对于转录起始至关重要,同时被证明与许多种疑难疾病相关,但其在细胞中具体的生物学功能至今并未彻底弄清,主要因为在细胞水平进行DNA构象的直接观测还存在很大难度。红外（IR）光谱可以检测生物分子的化学键振动,产生代表细胞中不同成分的特征光谱,提供一种鉴别包括DNA构象在内的生物分子变化的解决方案。与其它生物学手段相比,傅里叶变换红外（FTIR）光谱可以在不损害生物样品的前提下进行检测,且在速度、信噪比、分离度和重现性方面具有突出优势。当细胞中生物大分子的组成和空间结构发生变化时,对应的红外光谱参数包括峰型、强度和频率等也随之发生变化,因此可根据红外光谱中参数改变的信息来分析、推断出大分子的组成和构象变化。本文调控了染色质重塑复合物SWI/SNF家族的催化亚基,即敲低/过表达Hep G2和He La细胞中的BRG1/BRM,并采用傅里叶变换红外（FTIR）光谱检测细胞内Z-DNA构象变化,证实Z-DNA构象对BRG1/BRM调节的响应,并应用染色质免疫共沉淀技术（Ch IP）验证了红外光谱的表征结果。这项工作展示了使用红外光谱探测和研究ATP依赖的色氨酸重塑后Z-DNA构象变化的直接方法。论文主要从三个方面开展研究工作,获得的主要结果和结论如下:（1）FTIR光谱表征体外合成Z-DNAa).为实现体外合成Z-DNA的光谱表征,需要将核酸进行浓缩沉淀处理。因此,我们首先优化了核酸沉淀过程的关键因素,并在该条件下制备ZDNA;b).FTIR光谱表征体外Z-DNA,并与天然B-DNA光谱进行比较,发现Z-DNA独有的930cm-1峰与B-DNA差异明显,可作为区别和分析二者的依据,为胞内Z-DNA分析奠定基础。（2）FTIR光谱表征染色质重塑中的胞内Z-DNA调控染色质重塑复合物SWI/SNF的催化亚基,即敲低/过表达Hep G2和He La细胞中的BRG1/BRM,并采用FTIR光谱技术直接观测细胞内的DNA构象变化。发现BRG1/BRM的变化会引起Z-DNA含量的变化,即敲低BRG1/BRM减少了Z-DNA构象;而过表达BRG1/BRM增加了Z-DNA构象。（3）FTIR光谱表征结果验证a)细胞中Z-DNA结合蛋白ADAR1和ZBP1的表达分析。结果发现:ADAR1和ZBP1的含量随BRG1/BRM敲低/超表达而改变,即敲低BRG1/BRM导致ADAR1和ZBP1的表达减少;而过表达BRG1/BRM则导致ADAR1和ZBP1的表达增多,间接说明了Z-DNA含量的减少或增加,佐证了FTIR光谱的表征结果;b)染色质免疫共沉淀（Ch IP）分析。结果表明:细胞中ADAR1与ZDNA存在特异结合,且与ADAR1稳定结合的Z-DNA随BRG1/BRM的敲低或超表达确实发生降低或增加,且Ch IP得到的Z-DNA核酸含量也发生相应的减少或增加,进一步佐证了FTIR光谱表征Z-DNA构象的可靠性。
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