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双微体(double minute chromosomes,DMs)是细胞中成对、环状、可自主复制的、无着丝粒、无端粒的额外染色体成分,在92.3%的实体瘤内,12.5%的血液系统肿瘤内可以检测出双微体,它是基因扩增的主要细胞遗传学标志。研究表明DMs可携带着多种癌基因和耐药基因,如EGFR、MDM2、MYCN、MYCC、DHFR、EIF5A2等,说明DMs在肿瘤的发生、演进及耐药过程中发挥着重要作用。但是对DMs结构和功能的研究还处于起步阶段。
目的:我们前期研究发现人卵巢癌细胞系UACC-1598中DMs存在起源于人类染色体3q26的390kb的DNA序列,该序列是以EIF5A2为核心的扩增子,EIF5A2大约20kb,研究表明EIF5A2的过表达与基因扩增之间存在明显相关性。除此之外还有15kb是非编码序列,这些序列是否参与DMs基因调控,它们对双微体的产生和功能又具有怎样的意义呢?研究事实证明真核细胞中的DNA包装形成染色质的基本结构和功能单位是DNA的loop环状区域,显示DMs与MARs(核基质附着区DNA)有着一定的关系,可能参与DMs的发生,演进及耐药过程。
方法:本研究通过生物信息学对此390Kb的DNA序列进行分析,预测出四个有价值的MARs,我们分别命名为MAR1、MAR2、MAR3、MAR4。然后从体外和体内两个方面,分别采用EMSA(凝胶阻滞)、琼脂糖电泳、PCR、Q-PCR、Southern blot等实验方法,在分子生物学水平对这些序列进行验证。
结果:发现这四个MARs都和核基质存在结合,其中MAR1、MAR2和MAR3与核基质是强结合,而MAR4是弱结合。报告基因的检测进一步表明,四个MARs均能明显增强报告基因的表达,其中MAR1与MAR4反向插入载体比它们正向插入的载体对报告基因的表达增强效果更明显。而MAR2和MAR3的正向插入的载体要比反向插入的载体对报告基因的表达增强效果更明显。
结论:结果提示MARs能通过染色质的位置效应控制周围基因的表达,由此我们可以得到这样的结论,这些S/MARs位于双微体上,并且他们能调控其周围基因的表达,所以他们可能在DMs基因表达调控中发挥一定的作用。这些结论使我们进一步了解了DMs的组成,为全面阐述DMs的功能奠定了重要的基础。