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表观遗传学是研究基因表达的可遗传变化，这种变化不伴随DNA序列的变化。表观遗传涉及到很多的生物学过程，主要包括非编码RNA，组蛋白修饰和DNA甲基化等，它们之间相互作用共同调控基因的表达。这些过程的破坏会导致基因功能的改变和恶性细胞的转化，进而导致癌症的发生。对表观遗传修饰的改变及癌症发生和发展的影响进行更深入的了解，有助于设计更好的治疗策略，进行癌症的治疗和药物的开发。本文通过原子力显微镜(AFM)成像，在从单分子水平上成功展现了甲基结合蛋白(MBD2)对DNA甲基化位点的识别和结合，并进一步研究了DNA烷基化对MBD2-DNA甲基化结合的影响。具体如下：
1．通过载体构建，表达纯化甲基结合蛋白MBD2
DNA甲基化介导的基因沉默是通过甲基结合蛋白家族成员识别、结合甲基化DNA。在甲基结合蛋白家族中，MBD2对甲基化位点的识别表现出较强的特异性。我们构建了含有MBD2基因的原核表达质粒，将其转化到大肠杆菌表达载体中进行诱导，通过亲和纯化获得实验所需的目的蛋白。
2．基于AFM研究DNA烷基化损伤对MBD2识别甲基化DNA的影响
DNA是携带有重要遗传信息的物质，在日常生活中，DNA损伤在各种内源性和外源性因素的影响下频频发生。DNA的损伤可导致遗传信息无法准确传达。和DNA甲基化一样，DNA损伤也是影响基因表达的一种重要DNA修饰。当DNA损伤与DNA甲基化修饰同时存在时，DNA损伤与DNA甲基化介导的基因沉默之间是否相互影响是值得探讨的问题。在生物体中，DNA甲基化主要以5-甲基胞嘧啶(5mC)的形式存在，且主要存在于基因组中的启动子区域。该区域的甲基化状态调控了基因的表达，与癌症的发生密切相关。AFM成像对样品无任何标记要求，可以最大程度上保证样品的原始状态。本论文利用AFM从单分子水平上研究MBD2对甲基化DNA的识别。此外，我们继续探讨了DNA烷基化损伤对甲基化位点识别的影响，结果表明DNA烷基化不会影响MBD2对甲基化位点的识别。
3．在细胞水平研究DNA烷基化对MBD2识别5mC的影响
为进一步论证DNA烷基化对MBD2识别5mC的影响，本论文通过制备烷基化及甲基化修饰的DNA与细胞裂解物孵育后发现，DNA烷基化附近的5mC修饰仍然可以与MBD2结合；5mC位点附近的DNA烷基化损伤可以被修复因子修复。MBD2对5mC的识别以及烷基化损伤修复过程互不产生影响。
1．通过载体构建，表达纯化甲基结合蛋白MBD2
DNA甲基化介导的基因沉默是通过甲基结合蛋白家族成员识别、结合甲基化DNA。在甲基结合蛋白家族中，MBD2对甲基化位点的识别表现出较强的特异性。我们构建了含有MBD2基因的原核表达质粒，将其转化到大肠杆菌表达载体中进行诱导，通过亲和纯化获得实验所需的目的蛋白。
2．基于AFM研究DNA烷基化损伤对MBD2识别甲基化DNA的影响
DNA是携带有重要遗传信息的物质，在日常生活中，DNA损伤在各种内源性和外源性因素的影响下频频发生。DNA的损伤可导致遗传信息无法准确传达。和DNA甲基化一样，DNA损伤也是影响基因表达的一种重要DNA修饰。当DNA损伤与DNA甲基化修饰同时存在时，DNA损伤与DNA甲基化介导的基因沉默之间是否相互影响是值得探讨的问题。在生物体中，DNA甲基化主要以5-甲基胞嘧啶(5mC)的形式存在，且主要存在于基因组中的启动子区域。该区域的甲基化状态调控了基因的表达，与癌症的发生密切相关。AFM成像对样品无任何标记要求，可以最大程度上保证样品的原始状态。本论文利用AFM从单分子水平上研究MBD2对甲基化DNA的识别。此外，我们继续探讨了DNA烷基化损伤对甲基化位点识别的影响，结果表明DNA烷基化不会影响MBD2对甲基化位点的识别。
3．在细胞水平研究DNA烷基化对MBD2识别5mC的影响
为进一步论证DNA烷基化对MBD2识别5mC的影响，本论文通过制备烷基化及甲基化修饰的DNA与细胞裂解物孵育后发现，DNA烷基化附近的5mC修饰仍然可以与MBD2结合；5mC位点附近的DNA烷基化损伤可以被修复因子修复。MBD2对5mC的识别以及烷基化损伤修复过程互不产生影响。