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CTCF作为一个在脊椎动物中广泛表达并且高度保守的多功能因子,参与多种生物学过程,包括细胞生长增殖,发育和肿瘤等。组蛋白修饰在调控基因转录,染色质重塑,DNA的损伤反应和肿瘤等相关疾病的发生中起着重要的作用。全基因组测序技术的发展,进一步深化了我们对CTCF与组蛋白修饰的认识。深入理解CTCF和组蛋白修饰的调控关系对于我们阐释CTCF在基因组上的功能有着重要意义,对于揭示不同区域DNA互作的机制和功能方面可能是很重要的。围绕着CTCF和组蛋白修饰的关系,本论文做了以下两个方面的工作。 首先,我们以CTCF作为诱饵蛋白,通过酵母双杂交的方法在人胎脑cDNA文库中筛选到了一个与染色质修饰相关的蛋白SUV420H1(组蛋白H4K20二甲基化/三甲基化转移酶)。酵母共转化的方法和细胞中免疫共沉淀的方法验证了CTCF和SUV420H1蛋白存在相互作用,进一步的实验揭示是CTCF的锌指结构与SUV420H1C段的氨基酸相互作用。染色质免疫共沉淀的方法发现SUV420H1在已知的一些CTCF结合位点结合,如β-globin位点控制区,BRCA1和c-myc基因的启动子区,并且SUV420H1调控BRCA1和c-myc的基因的表达,这些结果都说明CTCF和SUV420H1存在相互作用。 UV和UV类似物4NQO能够诱导CTCF和SUV420H1基因表达下降,并且4NQO能够降低CTCF与SUV420H1的结合。分析已发表的CTCF和H4K20me3(SUV420H1的产物)的ChIP-Seq数据结果提示CTCF和H4K20me3存在正相关,进一步的免疫印迹实验验证了CTCF对H4K20me3的正调控。过表达CTCF能够部分恢复4NQO导致的H4K20me3的降低,进一步提示CTCF在DNA损伤的过程中也调控着H4K20me3水平。 其次,通过已经发表的关于CTCF和组蛋白修饰的数据,我们实验室应用贝叶斯网络的方法预测了各种组蛋白修饰对CTCF的调控,发现组蛋白修饰H3K9me2负调控CTCF。因此接下来我们对该结果进行了实验上的验证,发现在HeLa细胞中,CTCF和H3K9me2存在着负相关,CTCF和H2AZ存在正相关。用G9a(组蛋白H3K9me2甲基转移酶)的特异抑制剂BIX-01294处理HeLa细胞降低H3K9me2的信号时,我们观察到CTCF在β-globm位点的结合信号增强,而H3K9me2在此位点的信号减弱。 以上结果为CTCF和染色质修复因子之间存在协作性和联系提供了证据,扩展了我们对CTCF在染色质调控方面的认识。