人类全基因组Sp1结合区域甲基化与基因表达的关联分析

论文摘要

DNA甲基化是一种常见的表观遗传现象,也是表观遗传学研究的热点之一。DNA甲基化就是指DNA双链上,CpG二核苷酸中的胞嘧啶在DNA甲基转移酶（DNMTs）作用下转化成5-甲基胞嘧啶的现象。DNA甲基化可能对被甲基化的CpG位点附近的基因的表达产生抑制。Sp1是Sp蛋白家族的一员,在其C端含有锌指结构域,能够特异性识别DNA上的GC盒从而参与多种组织中的转录调控。Sp1在DNA上的结合区域含有CpG位点,可能被DNA甲基转移酶甲基化。由于Sp1在多种基因的调控中都出现,因此其与DNA结合区域的甲基化可能对相关基因产生什么样的影响便成为一个很有价值的问题。本实验着眼于全基因组水平,结合来自于UCSC的TFBS Conserved Track中的Sp1的转录因子结合位点数据,以及人类表观遗传组计划提供的6、20、22号染色体的甲基化数据,通过朴素贝叶斯分类方法构建全基因组Sp1结合位点甲基化状态的预测模型,对全基因组范围内1750个Sp1结合位点在两种组织（CD4+淋巴细胞,肝细胞）的甲基化状态进行了预测和分析。发现在CpG岛内的Sp1结合位点被甲基化的倾向性相对于在CpG岛外的Sp1结合位点要低。在同一组织中Sp1结合位点附近甲基化同基因表达有一定相关性,被甲基化的基因表达量偏低。而在不同组织中Sp1结合位点附近基因的整体表达水平差异不明显。从基因功能上看,Sp1结合位点附近的基因以及这些基因的甲基化状态没有显著的功能类别偏向。

论文目录

• 缩略语
• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 DNA甲基化现象
• 1.2.2 Sp1 转录因子
• 1.2.3 已有数据资源
• 1.2.4 相关预测模型
• 1.3 本课题研究目的和意义
• 1.4 技术路线
• 第2章 实验方法
• 2.1 实验所用的数据库和软件
• 2.1.1 实验所用的数据库资源
• 2.1.2 实验所用的软件
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 Sp1 结合位点的获取
• 2.2.2 甲基化数据的预测
• 2.2.2.1 模型的构建和训练
• 2.2.2.2 预测分析
• 2.2.3 基因的表达与功能分类
• 2.2.4 综合分析
• 2.3 小结
• 第3章 Sp1 结合位点附近甲基化状态的预测
• 3.1 Sp1 结合位点位置数据整理
• 3.2 Sp1 结合位点附近甲基化状态预测模型的构建
• 3.2.1 模型自身一致性验证
• 3.2.2 全基因组推广预测
• 3.3 小结
• 第4章 Sp1 结合位点附近甲基化同基因分布的关系
• 4.1 Sp1 结合位点附近基因分布情况
• 4.2 Sp1 结合位点附近甲基化同基因分布的关系
• 4.3 小结
• 第5章 Sp1 结合位点附近甲基化状态同基因表达和功能的联系
• 5.1 Sp1 结合位点附近基因表达数据
• 5.2 Sp1 结合位点附近甲基化同基因表达的关系
• 5.2.1 同一组织内对比
• 5.2.2 不同组织间对比
• 5.3 Sp1 结合位点附近甲基化同基因功能的联系
• 5.4 小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢