BMPs通过调控组蛋白甲基化抑制体细胞重编程的机理研究

项目名称： BMPs通过调控组蛋白甲基化抑制体细胞重编程的机理研究

项目编号： No.31271357

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 生物科学

项目作者： 陈捷凯

作者单位： 中国科学院广州生物医药与健康研究院

项目金额： 80万元

中文摘要： 组蛋白H3的9位赖氨酸残基（H3K9）甲基化与异染色质的形成及转录抑制直接相关，是重要的表观遗传修饰位点之一。本课题组之前报道了胞外环境对小鼠体细胞重编程为诱导多能干细胞（iPS细胞）的过程有重要影响，并发现血清对该过程具有显著的抑制作用。进一步研究发现血清中的骨形成蛋白（BMPs）可通过调控H3K9的甲基化将iPS细胞诱导过程阻碍在一个稳定的中间状态（pre-iPS细胞）。本研究拟进一步利用pre-iPS细胞模型进一步对该现象进行深入研究，首先确定BMPs信号通路下游影响H3K9甲基化的靶标酶，然后通过ChIP-seq方法在基因组水平上获知BMPs调控的H3K9甲基化位点，结合已知的多能性核心基因分析其启动子区的H3K9甲基化的受调控模式，从而在组蛋白甲基化层面确定BMPs抑制体细胞重编程的分子机制。本研究旨在通过研究一个范例，揭示信号转导因子是如何通过表观遗传层面影响细胞命运决定的。

中文关键词： 表观遗传；细胞命运决定；信号转导；重编程；组蛋白甲基化

英文摘要： Histone 3 lysine 9 (H3K9) methylation plays critical role in epigenetic regulation by relating to heterochromatin and transcriptional repression. We reported that the murine somatic reprogramming was influenced by extra-cellular environment and serum could inhibit the generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs). Further investigation revealed that bone morphogenetic proteins (BMPs) repress somatic reprogramming at an intermediated state through regulating H3K9 methylation. The purpose of this project is to indicate the pathway that BMPs regulate H3K9 methylation, and then investigates the BMPs-driven H3K9 pattern on genome-wide level with further reprogramming model based on pre-iPS cells. Taken together with pluripotent transcriptional network, we attempt to demonstrate that how BMPs influence induced pluripotency through H3K9 methylation. This study would provide an example for investigating how signaling factors influence cell fate determination through epigenetic regulation.

英文关键词： epigenetics；cell fate determination；signal transduction；reprogramming；histone methylation