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自從1957年Waddington提出表觀遺傳學的概念后,表觀遺傳學和表觀基因組學有了相當大的發展。表觀基因組學是在全基因組水平上研究表觀遺傳學標志及其與基因表達的相互關系。這一新興領域已對毒理學研究與實踐產生重大的影響。國內,表觀遺傳學在毒理學研究已較深入地開展了一些研究,并發表了綜述。
1外源化學物的表觀遺傳毒性
基因表達的表觀遺傳調控是通過DNA甲基化,組蛋白編碼和相關的非編碼RNA(如miRNA)來完成的。3種機制各自的貢獻取決于特定基因及其環境,如物種,細胞類型,機體的發育階段和年齡,此外,每個因素可能受到其他因素的影響。因此,表觀基因組的調控是一個強大的和動態的綜合過程,在發育和維持分化狀態中起關鍵作用。雖然表觀基因組不是所有的改變預期都是有害的,但有些可能產生有害結果(如發育異常,增加疾病易感性等)。在體外,動物和人類的研究已經確定了幾類環境化學物,可以修飾表觀遺傳標志,包括金屬、過氧化物酶體增殖劑、空氣污染物、毒物和內分泌干擾物/生殖毒物。目前環境化學物表觀遺傳標志的研究大多數集中在DNA甲基化,只有少數研究涉及組蛋白修飾和miRNA(表1~3)。外源化學物引起表觀遺傳學改變可影響細胞應激,并是潛在可逆的;也可能是可遺傳的。表觀遺傳毒性(epigenotoxicity)是指脫離外源化學物暴露后,可遺傳的有害改變。廣義的表觀遺傳毒性也可以包括外源化學物引起非遺傳的表觀遺傳學改變中介的外源化學物毒效應。可遺傳的表觀遺傳毒性和表觀遺傳改變中介的毒效應是有區別的。表觀遺傳毒性可以被分為有絲分裂的,減數分裂的或跨代遺傳的3類。表觀遺傳毒性這一新興研究領域對毒理學產生了重大的影響。下文主要討論目前表觀遺傳毒性測試的主要發現及國際生命科學研究所(ILSI)“評估表觀遺傳變化”的研討會的意見。
2表觀遺傳毒性的主要發現
2.1化學致癌近年來在多種腫瘤細胞觀察到表觀遺傳事件。表觀遺傳事件可能引起基因表達的變化通過DNA甲基化,組蛋白修飾和/或染色質重構。并估計,在腫瘤細胞中檢測到甲基化變化的數目遠遠多于遺傳改變的數目。研究發現表觀遺傳事件參與環境與職業因子誘發癌變進程的引發和進展。DNA甲基化異常對腫瘤發生有因果關系作用,甲基胞嘧啶增加突變可能性,增加致癌物結合,腫瘤抑制基因沉默,DNA修復基因沉默,癌的DNA低甲基化和遺傳學改變。組蛋白修飾可能通過影響DNA修復和細胞周期關卡,引起遺傳學改變。傳統的致癌性試驗可確定表觀遺傳修飾誘導腫瘤的可能性。許多不同的嚙齒類致肝癌物已被確定,而研究發現這些化合物的作用模式并無遺傳毒性,與人類也無關聯性。例如過氧化物酶體增殖物激活受體-α(PPAR-A)介導的和構成性雄甾烷受體(CAR)介導的嚙齒類動物癌變。肝腫瘤促長劑苯巴比妥(PB),其與CAR的激活和隨后的效果相關。PB誘導的嚙齒類表觀遺傳學改變包括甲基化改變的區域,基因表達的特殊改變和外源性及內源性化合物的代謝。持續的核受體介導的肝臟致癌物的分子分析,將更加明確地表征每個受試化合物的作用模式。表觀基因組正常變異性的表征和與處理相關的表觀遺傳學影響的理解,將是研究致癌作用模式的巨大挑戰。
2.2遺傳毒理學評價化學物引起遺傳損傷的能力是風險評定的重要內容。表觀遺傳學影響基因表達的可遺傳的變化可能構成遺傳毒性。表觀遺傳導致基因改變的機制包括:錯配修復基因表觀遺傳缺陷,增加DNA修復基因表觀遺傳缺陷與癌癥特定突變譜相關,參與雙鏈斷裂修復的基因的表觀遺傳失活,有絲分裂關卡基因表觀遺傳缺陷,致癌物解毒基因與甲基胞嘧啶突變可能性增加,DNA全面低甲基化和染色體不穩定等。已經確定表觀遺傳學改變在腫瘤形成中具有一定的作用。在腫瘤發展過程中DNA甲基化模式的改變往往是最早觀察到的分子事件。甲基胞嘧啶(5meC)已知是C∶G至T∶A轉換突變的熱點,起因于胞嘧啶自發性水解和酶脫氨基率的增加和DNA修復降低。增加的5meC脫氨基率和T堿基修復受限可解釋在CpG位點突變頻率的增加。人類腫瘤p53基因突變的1/4和腫瘤抑制基因p16的C-T轉換的1/3已知會發生在CpG位點上。突變的增加也可能來自于飲食中甲基供體的不足。已證明葉酸補充劑能減少潰瘍性結腸炎患者發生結腸癌的風險和和預防結腸癌細胞p53突變。參與葉酸代謝的酶遺傳多態性影響表觀遺傳標志,改變SAM水平,并能調節結腸癌的風險。也已提出DNA氧化性損傷在癌癥的發生、心血管疾病和衰老中所起的作用。8-羥基鳥嘌呤(8oxoG)改變了CpG二核苷酸相鄰的C的甲基轉移酶活性,可能改變DNA甲基化。在CpG內C5-位的損傷影響DNA甲基化。在體外,5meC和5-氯C因啟動子甲基化引起次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖基轉移酶(Hgprt)基因的沉默。此外,CpG內的8oxoG和HmC或顯著減少結合于DNA的MeCP2,并直接導致染色質結構改變。光二聚物,烷基化堿基,脫堿基位點,以及鏈斷裂也會誘導DNA的甲基化變化。對性細胞的致突變性將于下文討論。體外哺乳動物細胞基因突變試驗能夠篩選表觀遺傳學介導的危害。例如,在不同嚙齒類細胞系經5-氮胞苷處理TK基因可恢復活性。此外,DNA合成抑制劑3-疊氮基-3-脫氧胸苷(AZT)可引起TK位點超甲基化。應進一步開發篩選試驗以確定表觀遺傳學中介的遺傳毒性。
2.3發育與生殖的表觀遺傳毒理學完全分化的體細胞,在正常情況下,將有相對穩定的表觀基因組傳遞到子代細胞。但在哺乳動物的發育過程中,早期胚胎發育過程(著床前),以及在子宮內原始生殖細胞的發育過程中,有兩個表觀遺傳學的重編程階段,重新設置DNA的甲基化模式。這兩個發育的表觀遺傳重編程事件有可能是破壞表觀遺傳編程的敏感窗口。發育和生殖毒理學家特別感興趣的是毒物暴露是否可以直接改變發育的表觀基因組,有害的表型是否可跨代遺傳,及因此存在的潛在危害。表觀遺傳編程紊亂可能有助于對表型的跨代遺傳。使用Avy小鼠(黃色刺小鼠)模型,飲食暴露雙酚A,使Avy和CabpIAP亞穩外延等位基因低甲基化。甲基供體膳食補充劑或染料木素可抵消此低甲基化效應。這些結果與造成表觀遺傳影響的其他內分泌干擾物報告一致。在環境相關水平低濃度的雙酚A(1.2和2.4μg/kg體重)對大鼠可誘導跨代遺傳表型異常。暴露于雙酚A圍生期雄性后代的計數和活力降低,并在F3代持續這些表型。甲氧滴滴涕和乙烯菌核利在子宮中暴露也會導致跨代生殖遺傳表型異常。雖然甲氧氯和乙烯菌核利在高于人類接觸的劑量觀察到病理學改變,但此研究提供了一個模型來研究表觀遺傳跨代的機制。已證明,乙烯菌核利暴露后破壞了多達3代的小鼠一些印跡基因甲基化模式,這表明跨代遺傳異常的表型也有表觀遺傳的基礎。
2.4免疫毒理學已發現,表觀遺傳調控多能幼稚輔T細胞(Th)分化的啟動和其效應亞群的成熟。啟動后不久,幼稚T細胞同時轉錄低水平的Th1(CD4)和Th2(CD8)細胞因子,包括IL-2。在選擇性轉錄成為Ifng(Th1細胞因子標記)或Th2細胞因子基因(IL-4和IL-5,IL-13)之前需要幾次復制。在體外用5-aza誘導T細胞,導致由早先不產生這些細胞因子的T細胞系產生IL-2和IFN-g。在用組蛋白去乙酰酶抑制劑處理的CD4T細胞研究證實干擾素IFN-G和Th2型細胞因子的表達增強。上述研究結果表明,表觀遺傳機制是Th細胞分化和功能的關鍵因素。盡管與小鼠相比,人類IFNG基因缺乏脫甲基化,分化的人類Th細胞CpG甲基化分析顯示出與小鼠類似的結果。將化學物誘導的小鼠T細胞分化的表觀遺傳學改變數據外推到人應要謹慎。
2.5其他終點從鼠類模型或單一基因的表觀遺傳學的某些成果已被外推于人類疾病原因。表觀遺傳學基礎的表型被認為是人類疾病的起源有待進一步的研究,特別是確定表觀遺傳的正常變異和評價表觀遺傳影響需要適當的實驗設計和對照。已經提出,內分泌干擾物的表觀遺傳毒性可能導致暴露人群的許多發育,代謝和行為障礙。對其他靶器官或終點的表觀遺傳毒性還有待研究。
2.6檢測流程和模型Szyf2007年對檢測表觀遺傳毒性提出的研究思路為:①在生命一個時間點的環境暴露可能會改變表觀遺傳編程,導致穩定改變表型和反應性,②毒物暴露可能導致表觀遺傳重編程,導致生命后期表型的變異。Reamon-Buettner和Borlak提出使用動物模型(如鼠類)環境暴露后分析表觀遺傳機制的研究方案,見圖1。已推薦了檢測表觀遺傳毒性的動物模型,特別是Avy小鼠和Axin1融合(Axin1Fu)小鼠能用于研究表觀遺傳學和發育畸形之間的聯系,因為在特定的DNA甲基化模式的改變可以與小鼠遺傳疾病廣泛鏈接。
3ILSI的“評估表觀遺傳變化”研討會
2009年10月ILSI的健康與環境科學研究所(IL-SI/HESI)主辦“評估表觀遺傳變化”研討會,評估和提高表觀遺傳學方面的科學知識基礎及其在疾病中的作用,包括跨代的表觀遺傳變化的影響,還討論了將表觀遺傳納入安全性評價的幾個問題。
3.1可能用于評價化學物產生表觀遺傳毒性的模型系統大鼠和/或兔可能是評價外源化學物產生表觀遺傳變化影響F1和/或F2和F3代的適當的模型。小鼠可能是更易于處理的模型,因為小鼠基因組有更多的數據,并已有用于檢測表觀遺傳變化的工具。已建議Avy小鼠模型作為潛在的篩查工具,其毛色受亞穩Avy等位基因IAP隱蔽啟動子附近CpGs甲基化狀態的影響。然而,Avy小鼠模型用于篩選可能過于敏感。其他可能的模型包括斑馬魚和秀麗隱桿線蟲,以及蜜蜂和果蠅。體外模型是使用哺乳動物細胞或利用干細胞。干細胞包括其他物種不存在的印跡基因。印跡基因有可能作為確定表觀遺傳改變的感應器。以上討論的模型有可能用于潛在危害識別,并提供機制基礎。然而,將很難直接解釋這些數據對整體動物和人類的意義。在表觀遺傳模型轉化為管理決策測試之前,需要進行大量的基礎工作和驗證研究。
3.2可能評價的終點/靶對于表觀遺傳變化的指標,應確定適應反應還是有害反應。確定表觀遺傳修飾與可能提示特定有害影響的疾病相關基因表達改變之間的因果關系或強的關聯需要表型錨定。在發現受影響的表觀遺傳效應的基因與某種疾病相關的基礎上,應建立由表觀遺傳機制調控的基因數據庫。表觀遺傳效應很可能有物種,組織,暴露和時間特異性。目前,在研究中實驗對照組是化合物反應表觀遺傳變化的最適當的參照,建立表觀遺傳印跡的參考對照范圍可能是有意義的,因為這些區域甲基化模式可能更趨于穩定和遺傳。
3.3可能應用的技術關于DNA甲基化和miRNA,以陣列為基礎的平臺,針對人類和小鼠樣品已優化。針對大鼠可用的工具有限,但可用根據大鼠基因組序列基于陣列的高通量方法。雖然硫酸氫鹽為基礎的測序評價DNA甲基化方法可用于所有物種,但需要發展高通量測序方法。區分異常信號和背景信號并不容易,最大的挑戰將是數據分析和解釋,應發展信息學。
3.4管理機構的觀點為了將表觀遺傳毒性納入風險評定,有很多的考慮。必須明確的問題,理解環境、營養和/或藥物暴露對個人,群體及跨代水平的公共健康的潛在長期影響,界定希望解決的問題,確定模型系統。這就需要努力使與有害結局和基線改變相聯系的研究設計、方法和模型標準化。以適當的參考化合物、途徑和劑量驗證該模型。模型試驗檢測的任何變化必須以合理的方式鏈接到表型或臨床結局。對于法規測試,方法必須標準化,具有重復性和重現性。為了將表觀遺傳數據有效地納入人類風險評定,最好與管理機構共同努力,確定一個正常基線范圍,并與有害結局關聯,界定公共衛生關注的適當水平。管理機構將需要開發分析工具,以對公共健康方面的數據進行解釋,并將此類數據應用于風險評定模式和慢性健康結局。
【關鍵詞】惡性腫瘤;表觀遺傳;甲基化;基因印記;微小RNA;組蛋白
【中圖分類號】R730.5 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484(2013)04-0017-02
隨著近年來分子生物學研究的不斷發展,人們已經認識到惡性腫瘤的遺傳和表觀遺傳的因素綜合作用導致了惡性腫瘤的發生。在分子水平上對于惡性腫瘤的研究發現幾乎所有腫瘤都能找到表觀遺傳水平的異常。惡性腫瘤的發生機制的研究對于早期診斷、治療以及提高生存率有極其重大的意義。
1.惡性腫瘤細胞的生物學性狀及特點
腫瘤是一種多基因,經歷多步驟突變所引起的細胞克隆性疾病,具有以下生物學特性:①分化不好,異型性大。②核分裂象多,可見病理性核分裂象。③生長速度較快。④浸潤性或外生性生長。⑤常見出血、壞死、、潰瘍形成等繼發改變。⑥對機體的影響較大,破壞原發部位和轉移部位的組織;壞死、出血,合并感染和惡病質也常發。
2.腫瘤的發生與表觀遺傳
傳統遺傳學認為腫瘤是多基因參與的疾病,通常是2個/2個以上癌/抑癌基因參與按一定方式組合的多基因、經歷多步驟突變所引起的細胞克隆性退化性疾病。主要基因:缺失、重排、斷裂、突變等。基因改變的結果就是原癌基因激活,抑癌基因失活,如結腸癌相關基因:APC,RAS,P53,DCC.腦膠質瘤相關基因:P53,Interferons,MTS1,MTS2,EGFR,肺癌相關基因:RAS,c-myc,Rb,P53等。
近期的研究表明,在相當一部分腫瘤患者的癌細胞中,其主要的基因是完整的,并沒有發現任何的變異,突變和缺失等,這些事實就提示我們重新思考惡性腫瘤的發生機制,是不是有什么比基因改變更為重要的因素導致了正常細胞的惡變。隨著后基因時代的到來和日益發展,人們越來越深刻的認識到,生物體除了具有編碼遺傳信息外,還存在大量隱藏在DNA序列之中或之外的遺傳信息,這些非編碼RNA、DNA甲基化和組蛋白共價修飾系統共同構成的組蛋白密碼等,統稱為表觀遺傳學信息 [1]。 此種遺傳方式稱為表觀遺傳方式,而研究表觀遺傳方式的學科稱之為表觀遺傳學[2]。表觀遺傳有三個特點①可遺傳性;②可逆的基因表達調節;③沒有DNA序列的變化或者不能用DNA序列變化來解釋。表觀遺傳的研究的具體內容主要包括:DNA甲基化、基因印記、DNA甲基化與轉座子的穩定性、組蛋白共價修飾、染色質重塑、假基因、基因組中的非編碼RNA、微小RNA、反義RNA、內含子、核糖開關。
2.1 DNA甲基化
對于不同腫瘤細胞的DNA分析表明,惡性腫瘤細胞中出現基因突變的概率要大大低于預期[3]而在轉錄組范圍內檢測結腸直腸癌中由啟動子高甲基化引起的基因表達的抑制,發現高達5%的已知基因在腫瘤細胞中發生了異常的啟動子高甲基化[4]。因此我們可以推測,與基因突變相比,DNA甲基化改變在細胞惡變過程中可能發揮了更大的作用。
眾所周知,p53基因是一個重要的抑癌基因,對于畸變、損傷的細胞可引發其凋亡程序,使細胞發生凋亡,50%的惡性腫瘤中存在p53基因的沉默失活[5]。p53基因編碼區的甲基化狀態很容易發生脫氨基作用而發生5mCT的轉換。同時,INK4a/ARF基因啟動子區域的甲基化可以使p14ARF 表達下降,導致原來受p14ARF 抑制的MDM2表達上升,從而結合p53并使其發生蛋白質水平的講解,進而幫助細胞逃避p53引起的細胞凋亡[6]。近年來研究結果表明,肝癌細胞中端粒酶陽性率高達84%,明顯高于癌旁組織、肝硬變組織及慢性肝炎組織,而正常肝臟組織沒有端粒酶活性。端粒酶的重要成分人端粒酶逆轉錄酶(hTERT)的活性與端粒酶活性高度相關。次研究中的肝細胞系L02中hTERT啟動子有甲基化修飾,其mRNA低水平表達,經5’-aza-dC去甲基化處理,hTERT mRNA可被上調,端粒酶活性也隨之上升,其mRNA高表達亦不受5’-aza-dC影響[7]。由此我們可以認為hTERT mRNA的低表達與啟動子甲基化修飾相關,從而導致惡性腫瘤的無限復制。鈣結合蛋白(S100A4)是S100A家族中的一個成員,在結腸,胃,胰腺,乳腺等惡性腫瘤中呈現高表達,并與腫瘤細胞的侵襲,轉移以及不良的預后有關,它能調控產生降解細胞外基質的酶,有利于細胞的運動侵襲擴散,是單個的惡變細胞穿過細胞外基質轉移到毛細血管和淋巴道。Xie R等研究表明,在子宮內膜中,S100A4過表達時由于啟動子區低甲基化造成的[8]。位于線粒體的BCL-2相關蛋白BNIP3,也是一個凋亡因子,可誘使缺氧損傷的細胞凋亡,但是BNIP3的啟動子區域也包含有CpG島,發生惡性變的細胞BNIP3啟動子區高甲基化會引起該基因的沉默,那么細胞液就可以逃避缺氧時的凋亡[9]。
2.2 組蛋白
組蛋白甲基化的失平衡與人類許多腫瘤相關,比如常見的乳腺癌、前列腺癌、肝癌等。失平衡的出現導致與這些惡性腫瘤相關的抑癌基因或者癌基因平衡的改變。眾所周知,EB病毒感染與鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的發生息息相關,其中EBNA2是EB病毒的核心抗原之一,LMP1(潛伏期膜蛋白1)是已確認的EB病毒編碼蛋白,有促癌的作用,二者在EB病毒相關的鼻咽癌及Burkitt淋巴瘤的發生中,主要在原始B淋巴細胞的分化和增殖過程中起作用。而最近的研究表明,組蛋白的甲基化的改變可導致EBNA2和LMP1基因轉錄能力的異常,從而影響EB病毒感染潛伏期細胞的致癌潛能。Chau等研究發現,EB病毒Ⅰ期潛伏期細胞中的H3K9高甲基化導致EBNA2和LMP1基因轉錄的抑制,致使其致癌能力下降。而H3K4的甲基化導致EBNA2和LMP1基因轉錄的激活,使得EB病毒Ⅲ期潛伏細胞致癌潛能提高。組蛋白去乙酰化酶能取出賴氨酸殘基上的乙酰基,是基因表達沉默,由此可見組蛋白的異常去乙酰化可能源于乙酰化酶特異性下降.故組蛋白去乙酰化酶的改變引起組蛋白活性的改變從而導致基因表達的沉默,如果這個沉默基因是抑癌基因,那么就會引起惡性腫瘤的發生.
2.3 基因印記
H19是位于人11p15.5染色體區域的印記型基因,可能是一種與腫瘤發生呈負相關的基因。11p15.5是人類最大的基因基因簇集區域之一,近年來的研究表明H19與腎母細胞瘤、胚胎性橫紋肌肉瘤呈現負相關[10]。 并且H19基因在高分化侵襲力弱的腫瘤細胞中不表達,而在低分化高侵襲力的腫瘤細胞中大量表達。葡萄胎中當H19基因丟失會增加惡性傾向的的發生機率[11]。Li[12] 報道了肝癌和肝胚胎瘤都有IGF2的啟動子和LOI(Loss of Imprinting)的表達異常。IGF2在我們人類有四個啟動子,其中啟動子Ⅰ是非印記基因,主要是啟動非等位基因的表達,例如人肝臟IGF2的表達。而啟動子Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是印記化基因,可以啟動單等位基因的表達,主要在胚胎期具有活性。如果成年肝臟出現P2、P3和P4的激活表達,并且伴隨LOI的出現,則與肝癌的發生密不可分。如果胚胎期的IGF2發生了LOI則大大提高了發生肝胚胎細胞瘤的可能性。由此可見基因印記的發生與其發育的不同階段對于腫瘤類型以及發生有不同的影響,也就是具有發育階段的特異性。
2.4 微小RNA
Yanaihara等[13]研究發現,肺癌腫瘤細胞與正常細胞比較有43種微小RNA的差異,28種表達下降,15種表達上升,這些變化的微小RNA大部分處于基因的缺失、擴增、轉位的高發區域。其中49%的微小RNA在復發的和沒有復發的非小細胞肺癌中出現表達差異。由此我們可知,特殊的微小RNA表達譜可以預測肺癌的預后情況。馬兆龍等[14] 利用實時定量PCR及微小RNA芯片技術檢測乙肝病毒相關性肝癌組織、乙肝肝硬化組織、人類正常肝臟細胞中的微小RNA表達譜的差異,發現乙肝相關性肝癌組織、乙肝肝硬化組織兩者與正常的肝細胞的微小RNA相比較,前兩者的表達超過正常2倍的微小RNA有6個,下調超過2倍的微小RNA有8個。與正常肝細胞相比有明顯差異的微小RNA,在乙肝肝硬化和乙肝病毒相關肝癌中在表達量上無明顯差別。故推測微小RNA表達的出現可能表明了這一病理進程:乙肝病毒感染肝硬化肝癌的必然進程,而微小RNA的表達的出現是此進程的使動因素。Kota等[15]研究表明,恢復在肝細胞肝癌中表達下調的微小RNA的表達水平可以抑制腫瘤的進一步發展。由此進一步證實了,微小RNA在惡性腫瘤發生中的重要作用
3.結語
綜上所述,DNA甲基化、組蛋白、基因印記、微小RNA等表觀遺傳修飾的異常在惡性腫瘤發生、發展中有著不可或缺的作用。由此我們可以據此對惡性腫瘤的早期診斷,治療以及預后的判斷。由于部分表觀遺傳修飾的可逆性,對于惡性腫瘤的治療,一些甲基化轉移酶抑制劑和去乙酰化抑制劑在臨床中的良好的治療效果,要求我們對于各種表觀遺傳修飾與腫瘤病因之間關系仍需要進行深入研究,從而明確腫瘤發生過程中的重要靶標.更好的做好早期篩查和診斷,以及治療,為此更好地為惡性腫瘤的診斷治療提供更好的理論基礎途徑。我們相信,隨著表觀遺傳學以及惡性腫瘤等相關學科的深入研究,表觀遺傳修飾將成為惡性腫瘤篩查,早期診斷以及靶向治療提供新的科研途徑。
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【摘要】
目的RAS相關結構域蛋白1A基因(RASassociateddomainfamily1Agene,RASSF1A)啟動子區超甲基化介導的基因轉錄失活在卵巢癌中頻見,可作為卵巢癌診治過程中有意義的分子生物學指標,RAS相關結構域蛋白2A基因(RASassociateddomainfamily2Agene,RASSF2A)與RASSF1A同源,其基因異常甲基化在多種腫瘤發生發展中發揮重要作用。本研究探討上皮性卵巢癌組織RASSF2A甲基化水平,并分析其臨床意義及高甲基化與mRNA表達情況的相關性。方法選擇2013-10-01-2014-12-31聊城市人民醫院手術治療的50例上皮性卵巢癌、27例交界性上皮性卵巢腫瘤和20例良性上皮性卵巢腫瘤患者,應用甲基化特異性PCR(MSP)檢測卵巢腫瘤組織中RASSF2A基因啟動子甲基化狀態,采用RT-PCR檢測其mRNA表達水平。采用5-氮雜2′-脫氧胞苷(5-aza-dC)對人卵巢癌細胞株SKOV3、3AO進行去甲基化干預實驗,并檢測藥物作用前后RASSF2A基因啟動子甲基化及其mRNA的表達情況。結果RASSF2A基因mRNA在良性上皮性卵巢腫瘤中的表達陽性率為95.00%(19/20),交界性上皮性卵巢腫瘤為59.26%(16/27),上皮性卵巢癌組織為34.00%(17/50),表達強度依次下降,差異有統計學意義,χ2=21.855,P<0.001。RASSF2A基因啟動子在良性上皮性卵巢腫瘤組織中的甲基化率為0(0/20),交界性上皮性卵巢腫瘤為22.22%(6/27),上皮性卵巢癌組織為46.00%(23/50),差異有統計學意義,χ2=15.474,P<0.001。RASSF2A甲基化水平與卵巢癌患者的年齡、病理類型、臨床分期、組織分化程度及淋巴結轉移無明顯相關性。RASSF2A基因甲基化與其mRNA的表達呈負相關,甲基化陽性組織的mRNA表達水平明顯低于甲基化陰性組織。5-aza-dC藥物作用后,卵巢癌細胞株中RASSF2A基因甲基化被逆轉,而其基因表達明顯升高。結論RASSF2A啟動子區高甲基化導致的基因表達沉默與上皮性卵巢癌的發生發展有關。
【關鍵詞】
上皮性卵巢癌;甲基化;RAS相關結構域蛋白2A基因;基因檢測
上皮性卵巢癌是女性生殖系統中惡性程度最高和預后最差的腫瘤,其病死率居婦科惡性腫瘤首位[1]。大量研究已證實,RAS相關結構域蛋白1A基因(RASassociateddomainfamily1Agene,RASSF1A)啟動子區超甲基化介導的基因轉錄失活是卵巢癌中的頻發事件,可作為卵巢癌診治過程中有意義的分子生物學指標[2-4]。與RASSF1A具有高度同源性的RAS相關結構域蛋白1A基因(RASassociateddomainfamily2Agene,RASSF2A)異常甲基化在多種腫瘤的發生和發展中發揮重要作用。本研究通過RT-PCR和MSP方法檢測良性上皮性卵巢腫瘤、交界性上皮性卵巢腫瘤和上皮性卵巢癌組織及卵巢癌細胞株中RASSF2AmRNA的表達及其啟動子甲基化狀態,分析RASSF2A啟動子甲基化與其mRNA的表達以及卵巢癌臨床病理特征的關系,探討RASSF2A啟動子區甲基化在卵巢癌發生發展中的作用。
1材料與方法
1.1標本來源收集2013-10-01-2014-12-31聊城市人民醫院婦產科收治的上皮性卵巢癌患者50例,交界性上皮性卵巢腫瘤27例,良性上皮性卵巢腫瘤20例。所有組織標本均經病理學確診,所有患者術前均未接受任何放化療或激素治療。標本采集在離體后10min內進行,并迅速放入液氮罐保存,后轉移至-80℃冰箱保存。上皮性卵巢癌病例中,依據2006年FIGO分期標準,Ⅰ~Ⅱ期19例,Ⅲ~Ⅳ期31例;依據2003年WHO組織學分類標準,漿液性腺癌24例,黏液性腺癌16例,子宮內膜樣癌10例;高分化10例,中分化15例,低分化25例;有淋巴轉移27例,無淋巴轉移23例;年齡<50歲者19例,≥50歲者31例。
1.2細胞株卵巢癌細胞株SKOV3和3AO由聊城市人民醫院中心實驗室提供。
1.3主要試劑Trizol試劑購自美國Invitrogen公司,DNA甲基化試劑盒購自德國Qiagen公司,引物均由上海生工設計合成。
1.4實驗方法
1.4.1細胞培養及藥物處理在37℃、5%CO2及飽和濕度的孵育箱中靜置培養卵巢癌細胞株,用含10%胎牛血清的RPMI1640細胞培養基及時換液。用終濃度為10μmol/L的5-aza-dC處理卵巢癌細胞株,常規換液,保持上述藥物濃度。于藥物連續作用72h后收集細胞。
1.4.2RT-PCR檢測參照Trizol試劑說明書提取組織及細胞總RNA。測得其濃度及純度符合實驗要求后,取2μL總RNA進行逆轉錄。所得cDNA經半定量PCR擴增。RASSF2A基因上游序列為5′-GCG-CCTAGAACGTGTTTTTC-3′,下游序列為5′-ACT-AGGCGTCCTCACATTGC-3′,擴增產物長度為563bp。以GAPDH作為內參基因,上游為5′-CAA-CGGATTTGGTCGTATT-3′,下游為5′-CACAGTC-TTCTGGGTGGC-3′,擴增片段長度為166bp。PCR反應條件為95℃10min,95℃30s,58℃30s,72℃30s,30個循環,最后72℃延伸10min。擴增產物在2%瓊脂糖凝膠電泳,紫外線下觀察實驗結果。
1.4.3DNA的提取及亞硫酸鹽修飾采用酚氯仿法提取組織及細胞總DNA,并對基因組DNA進行亞硫酸鹽修飾,按照甲基化特異性PCR試劑盒說明書進行。所得產物直接用于PCR擴增或保持在-20℃冰箱保存備用。
1.4.4甲基化特異性PCR使用2對引物檢測RASSF2A基因啟動子甲基化狀態。甲基化引物正義鏈為5′-GTTCGTCGTCGTTTTTTAGGCG-3′,反義鏈為5′-AAAAACCAACGACCCCCGCG-3′,非甲基化引物正義鏈為5′-AGTTTGTTGTTGTTTTTTA-GGTGG-3′,反義鏈為5′-AAAAAACCAACAACCC-CCACA-3′,擴增產物長度均為108bp。反應條件為95℃預變性10min,95℃變性30s,58℃復性30s(甲基化);54℃復性30s(非甲基化),72℃延伸30s,35個循環,最后72℃延伸10min。所得產物電泳后攝像,分析結果。
1.4.5甲基化結果判定標準若僅甲基化引物擴增出陽性條帶,為完全甲基化;若僅非甲基化引物擴增出陽性條帶,為非甲基化;若兩者均擴增出陽性條帶,為部分甲基化。
1.5統計學方法采用SPSS13.0分析數據。RASSF2A甲基化、mRNA表達在卵巢腫瘤組織間的差異以及基因甲基化與臨床病理特征等計數資料采用χ2檢驗或Fishier確切概率法。RASSF2A甲基化及其表達之間的關系采用Spearman相關性分析法。卵巢癌細胞系中RASSF2AmRNA表達量比較采用t檢驗。檢驗水準α=0.05。
2結果
2.1卵巢腫瘤組織RASSF2AmRNA的表達表1和圖1所示,卵巢良性腫瘤、交界性腫瘤及卵巢癌組織中RASSF2AmRNA表達率依次降低,分別為95.00%(19/20)、59.26%(16/27)和34.00%(17/50),差異有統計學意義,χ2=21.855,P<0.001。兩兩比較結果顯示,卵巢癌組與交界性腫瘤組比較,χ2=4.568,P=0.033;卵巢癌組與良性腫瘤組比較,χ2=21.280,P<0.001;交界性腫瘤組與良性腫瘤組比較,χ2=7.719,P=0.005;差異均有統計學意義。
2.2卵巢腫瘤組織RASSF2A基因甲基化水平表1和圖2所示,97例卵巢組織標本均成功進行了MSP實驗。50例卵巢癌組織標本中有13例發生了部分甲基化,10例完全甲基化,甲基化頻率為46.00%(23/50);27例交界性卵巢腫瘤中甲基化陽性率為22.22%(6/27),其中2例為完全甲基化。而20例良性卵巢腫瘤組織均未擴增出甲基化陽性條帶,甲基化頻率為0,差異有統計學意義,χ2=15.474,P<0.001。
2.3RASSF2A基因甲基化與其表達的相關性表2所示,RASSF2A基因甲基化狀態與其mR-NA表達水平呈負相關。在RASSF2A基因發生甲基化的組織中,RASSF2A基因表達明顯降低,提示RASSF2A基因高甲基化可能是該基因表達沉默的原因之一。
2.4甲基化狀態與卵巢癌臨床病理特征相關性表3所示,RASSF2A甲基化程度與卵巢癌患者的年齡、病理類型、臨床分期、分化程度及淋巴結轉移之間無明顯的相關性。
2.55-aza-dC作用結果圖3所示,卵巢癌細胞株SKOV3和3AO中均檢測到RASSF2A基因甲基化,經去甲基化藥物5-aza-dC作用后,SKOV3細胞由完全甲基化轉變為非甲基化,而3AO細胞甲基化狀態被部分逆轉。SKOV3和3AO中RASSF2AmRNA表達水平較低,經藥物干預后,SKOV3(t=-5.258,P=0.006)和3AO細胞株(t=-3.060,P=0.038)RASSF2AmRNA表達水平明顯升高,差異有統計學意義。
3討論
近年來,隨著腫瘤分子生物學及表觀遺傳學的發展,腫瘤抑制基因失活在癌癥發生發展中的作用越來越受到人們的重視。總的來說,其機制可概括為遺傳學機制及表觀遺傳學機制,換言之,腫瘤抑制基因功能的失活既可以是不可逆的,即遺傳學機制,如基因的突變或染色體的缺失,也可以是可逆的,即表觀遺傳學機制,如基因甲基化或組蛋白修飾。與遺傳學不同,表觀遺傳學主要研究內容不涉及DNA序列的改變,且在細胞分裂過程中具有可遺傳的、可逆性的基因組修飾作用[5]。DNA甲基化是哺乳動物基因組中最普遍的表觀遺傳學事件。相對于Knudson’s的二次打擊學說,基因甲基化僅靠一次打擊就可導致基因失活,腫瘤易感性增加[6]。RASSF2是新近發現的RASSF家族成員之一,生物信息學分析顯示,RASSF2與其他成員一樣,也含有RAS相關域[7]。RASSF2位于人類常染色體20p13,有329個氨基酸的開放閱讀框,11個外顯子。根據不同的啟動子和外顯子選擇剪接,可形成RASSF2A、RASSF2B和RASSF2C3個不同的轉錄本,其中,RASSF2A是最長的轉錄本,也是唯一一個含有5′CpG島的轉錄本。RASSF2A在卵巢癌組織中發揮抑癌基因的作用,如抑制細胞生長,阻滯細胞周期,促進細胞凋亡等,是一個腫瘤抑制基因。本研究分析了RASSF2A基因在上皮性卵巢癌組織中的轉錄表達及其甲基化水平。RT-PC檢測結果顯示,RASSF2A基因表達水平在良性卵巢腫瘤、交界性腫瘤及卵巢癌組織中依次降低,提示RASSF2A的轉錄失活,可能參與了卵巢癌的惡性演進過程,RASSF2A在上皮性卵巢癌中也起到抑癌基因的作用。張嫻等[8]研究結果顯示,RASSF2A基因甲基化可能參與了宮頸癌的發生,與宮頸癌的惡性進展密切相關。本研究結果顯示,良性卵巢腫瘤組織中未發生RASSF2A啟動子區甲基化,而基因異常甲基化從交界性腫瘤到癌呈逐漸上升的趨勢,RASSF2A基因甲基化從無到有,從少到多的現象,說明了RASSF2A基因啟動子區甲基化從卵巢上皮增殖階段就開始起作用,與卵巢癌發生密切相關。多項研究表明,RASSF2A啟動子區高甲基化與基因表達沉默有關[9-11]。本研究結果表明,在發生RASSF2A甲基化的組織中,其基因表達水平明顯下降,兩者呈負相關。結果提示,在卵巢癌中RASSF2A啟動子甲基化是導致其低表達或者表達缺失的重要原因,這在細胞試驗中也得到驗證。應用甲基轉移酶抑制劑5-aza-dC對卵巢癌細胞株進行去甲基化處理后,卵巢癌細胞株的基因啟動子甲基化被逆轉,而其mR-NA的表達水平明顯升高,從而進一步證實了RASSF2A啟動子CpG島的異常甲基化在調節RASSF2A基因的表達中發揮重要作用。研究顯示,RASSF2A基因甲基化程度與宮頸癌、胃癌的淋巴結轉移有關[8,12],而與胰腺癌和結直腸癌[9,13]患者臨床病理特征無關。另有研究表明,基因啟動子甲基化水平與癌癥患者年齡密切相關[14]。在子宮內膜癌的研究中顯示,>45歲的患者更容易發生RASSF2A甲基化(P=0.041)[15]。在結腸癌和口腔鱗癌中也發現,RASSF2A基因甲基化程度與年齡相關[13,16]。在生物個體發育過程中,伴隨著時間的進程,DNA甲基化異常會不斷呈現,由此認為,表觀遺傳學疾病是一種與年齡相關性疾病。這在某種程度上解釋了為什么腫瘤多發生在老年人。檢測DNA甲基化程度可作為細胞衰老的標志之一。本研究結果顯示,RASSF2A基因甲基化水平與卵巢癌患者的臨床病理參數之間無明顯的相關性,是上皮性卵巢癌中的早期頻發事件,隨著患者年齡的增加,RASSF2A基因甲基化有增高的趨勢,但差異無統計學意義,可能上皮性卵巢癌中RASSF2A基因甲基化不是年齡相關的表觀遺傳學改變。
綜上所述,RASSF2A啟動子區的高甲基化是卵巢癌發生和發展過程中的頻發事件,是導致卵巢癌中RASSF2A低表達或表達缺失的重要原因,其參與了卵巢癌的發病過程,并在卵巢癌的發生和發展中發揮著重要作用。監測RASSF2A基因啟動子CpG島甲基化水平可作為表觀遺傳學的分子靶標,指導卵巢癌的診斷及其預后判定。
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關鍵詞: 遺傳學課程 “創新型靈活教學模式” 教改
遺傳學是生命科學中進展最快和最為活躍的學科之一,已成為現代生命科學的共同語言和新世紀生命科學研究的前沿領域。該學科理論與技術的迅猛發展,極大地推動了整個生命科學的發展和人類進步。遺傳學課程是高校生物科學、生物技術專業一門重要的專業課程之一,如何在課程教學中既注重經典遺傳理論,又及時穿插本學科最新的研究進展,同時注重提高學生的綜合素質,增強教學效果,這是高校遺傳學教學工作者共同面對的問題。幾年來,圍繞培養應用型、創新型人才的辦學宗旨,我院遺傳學課程組教師積極進行教學改革,研究探索的“創新型靈活教學模式”在實際教學工作中取得了良好的教學效果。
1.精選、優化課程內容
適應培養應用型人才的需要,我院制訂的新教學方案強化了實踐環節,相應縮減了理論教學課時。同時由于遺傳學的飛速發展,新概念、新理論、新成就不斷涌現,知識內容不斷增加,因而,要想在有限的學時內把課程的精華系統地傳授給學生,就必須首先整合課程體系,精選、優化課程內容,合理處理基礎知識與學科前沿知識的比例關系,突出教學重點。同時還要注意遺傳學與各相關學科教學內容的銜接和縱橫聯系,避免重復。基于以上理念,我們略去了教材中遺傳的細胞學基礎、核酸的分子結構及基因的調控等與其他學科重復、交叉的內容,并將經典遺傳學的內容精簡,增加了端粒的結構與功能、表觀遺傳學等內容,從而使遺傳學課程體系更加科學、完備。
2.貫穿創新理念,采用靈活多樣的教學方法
“創新”,一方面要求教師在教學過程中始終奉行 “教師為主導,學生為主體”的理念,改變教師 “注入式”的教學模式,在教學方法的改革上與時俱進,構建全方位、多角度的師生互動研究型教學模式,并不斷發展創新。另一方面在教學過程中時刻注意教會學生學習,著重培養學生的創新意識和創新技能。
“靈活”要求教師在教學方法上不采用單一的模式,而是根據具體教學內容,靈活地應用多種教學方法,包括講授法、自學法、討論法、歸納法、比較法、推理法、抽象概括法等。如:采用課前預習促使學生帶著問題進課堂;連鎖交換規律中的交換值與基因之間距離、連鎖強度及與交換的性母細胞數之間的關系,交換值與重組值的區別,三點測驗中雙交換與干涉及并發系數之間的關系等內容,采用課堂討論式教學調動學生積極參與教學過程,加強師生互動,激活學生高級認知的能力參與學習活動,使學生對新概念、新知識的掌握通過高水平的思維加工來達成,而不再依賴過多的機械記憶,有效增強教學效果;三大遺傳規律的教學主要是采用啟發式教學方法,引導學生深刻體會遺傳學家的研究思路和技術路線及研究方法、研究結果和經驗教訓等,讓學生有置身于科研實戰環境的感覺,學會進行科學研究的基本方法,同時引導學生總結、歸納自由組合及連鎖交換規律的實質,調動學生學習的主動性,培養學生的創新能力和創造性思維能力;基因顯性的表現形式、伴X顯隱性遺傳及廣義和狹義遺傳力等內容,通過采用比較、啟發等多種方法,啟發學生思維,化難為易,促進學生對知識的理解和掌握,培養學生的創新精神及分析、解決科學問題的能力;根據課堂教學實際,適當布置課后練習,使基礎題突出代表性,能力題突出綜合性,并定期開展課外習題輔導,培養學生理論聯系實際、靈活應用知識的能力。
3.緊跟學科前沿,啟發學生的創新思維
隨著21世紀生命科學的飛速發展,遺傳學研究前沿不斷拓寬和深入,因而遺傳學的教學也面臨新的挑戰,首要的問題就是知識的更新。在遺傳學教學中,要隨時注意結合最新的研究進展,把學生的思維引導到研究前沿,從而營造一種微妙、溫馨,令人產生創新沖動的課堂氛圍,鼓勵學生運用已有的知識和技能去想象、推測、討論,并在課后積極主動地跟蹤、查閱新知識,極大地啟發學生的創新思維。活躍的課堂氣氛也能夠感染每一位學生,從而輕松實現教學相長。
除此之外,我們要求教師將教學、科研成果隨時融入課堂教學,充分利用教師的科研實力,拓展學生專業知識領域,強化學生綜合素質的培養,體現教學、科研成果在教學中的應用,促進教學質量的提高。針對遺傳學的研究熱點,給學生提供一些信息,指導他們通過圖書館和網絡,選擇與課程內容相關的專題研究,補充課堂之所學。在此過程中使學生培養興趣、開闊眼界,學會主動獲取知識、應用知識和解決問題,以培養學生研究性學習的興趣和能力,引導學生的發散思維,增強學生參與知識建構的積極性和自覺性,培養學生的思維能力、觀察能力和運用能力。主講教師以電子郵箱或QQ群作為師生交流的平臺,及時最新教學材料和通知,并解答學生的疑難問題。同時,配備青年教師為課程助教,在課程主講教師指導下負責學生習題 、課外輔導、課程網站建設及參與組織各項實踐教學活動,綜合運用教學團隊的力量,更好地實現本課程的教學目標。
4.強化實驗教學,改革實驗考核方式
強化實驗教學有助于開發學生的潛能,培養學生的動手能力和創新能力。因此,要培養實踐能力強的應用型人才,首先要重點突出人才培養方案的實踐性。為此,我們整體優化了實驗教學內容,精選基礎性實驗,革新驗證性實驗,拓展綜合性、分析性、探索性和創新性實驗。在完成基礎實驗的同時,將一些實驗內容綜合,并增加自選性實驗和自我設計實驗,以最大限度地培養學生的綜合實驗能力和創新能力。實驗室要面向學生開放,實現實驗教學的資源開放、時間開放、內容開放,增強實驗教學效果,提高資源利用率。
實驗考核由注重實驗結果轉變為注重實驗過程。實驗指導教師不僅要客觀、公正地給出學生實驗成績,而且要指出其存在的問題及解決的辦法,注重學生動手能力的培養,提高學生學習的積極性和主動性,提高其分析和解決問題的能力,增強實驗教學效果,增強學生的綜合素質。實驗考核包括平時考核和期末考核兩部分。平時考核的內容包括實驗預習、實驗操作、實驗態度及紀律、實驗報告等環節,這部分成績占該實驗課總成績的60%;期末考試(包括實驗操作、技能、實驗理論等)占該實驗課總成績的40%。
2008年至2012年,中央財政累計安排撥付現代農業生產發展資金381億元,有效促進了優勢特色主導產業加快發展和轉型升級,加快了農業現代化步伐,提高了農業綜合生產能力,保障了糧食等主要農產品供給,帶動了農民增收致富。現代農業生產發展資金實行“中央宏觀指導、地方自主選項”的管理模式,將具體項目的立項權、審批權完全賦予地方,由各地因地制宜,自主選擇扶持的主導產業和支持的關鍵環節,提高資金使用效益。
為提高地方現代農業生產發展資金預算編制的完整性,加快預算支出進度,近日,中央財政提前下達2013年現代農業生產發展資金預算指標69.3億元。財政部要求各地切實做好預算編制、指標安排、項目前期準備等相關工作,在確保符合政策和制度規定的前提下,待2013年預算年度開始后,即可按程序撥付使用提前下達資金,并按照有關規定編制項目實施方案報財政部備案。
全面農業機械化水平評價指標體系基本構建
日前,農業部農業機械化管理司在北京召開全面農業機械化水平評價指標體系試行啟動部署會議。農機化管理司司長宗錦耀出席會議并講話。
會議決定,在2005年實行農作物耕種收綜合機械化水平評價指標體系、2011年試行畜牧業機械化水平評價指標體系的基礎上,從明年起,在全國試行林果業(果茶桑)、漁業、設施農業、農產品初加工機械化水平評價指標體系。這是我國農機化發展史上具有里程碑意義的大事,標志著農機化水平評價研究工作取得階段性重大進展,同時也標志著中國特色全面農業機械化水平評價指標體系基本構建。
會議指出,構建全面農業機械化水平評價指標體系是貫徹落實國家有關法律法規和政策的重要舉措,是促進農機化又好又快發展的基礎支撐,是充分發揮統計功能和作用的必然選擇。會議認為,全面農業機械化水平評價指標體系研究基礎扎實,研究隊伍專業,研究過程嚴謹,研究結論可行。會議強調,各地農機化主管部門要高度重視,切實加強對全面農業機械化水平評價指標體系運行工作的組織領導,進一步明確任務,落實責任,注重總結,務求實效,為全面農業機械化水平評價指標體系的建立完善,推動農業機械化科學發展做出應有的貢獻。
我國職教服務“三農”成效明顯5年轉移培訓農村勞動力1.85億人次
從黨的十六大至今,我國職業院校培養的7265萬名技術技能型人才,成為實體經濟產業大軍中的主體力量,為我國持續10年經濟高速增長做出了突出貢獻,同時,職教服務“三農”成效明顯。這是筆者從教育部職業技術教育中心研究所日前的《中國職業教育發展報告(2002—2012年)》中獲悉的。
該報告顯示,我國中職和高職的就業率分別達到了95%和87%以上。中高職占據了高中階段教育和普通高等教育的“半壁江山”,初步實現了中央提出的普通教育和職業教育規模“大體相當”的目標。職教對我國主要勞動人口平均受教育年限增長的貢獻率達到21%。
該報告同時顯示,10年來,職業教育為農村和農業產業培養了大批實用人才。國家重點建設的1000個縣級職教中心和一大批涉農院校及農業專業點,構建起了覆蓋農村的職業教育培訓網絡。尤其是“十一五”期間,為農村和農業產業輸送了300多萬名畢業生,有2500多萬名農村新生勞動力在接受了職業教育后進入城鎮工作,職業教育對農村勞動力轉移培訓1.85億人次,年均培訓進城農民工2000萬人。
該報告將職業教育10年取得的成就概括為5個方面:建立了世界上最大規模的職業教育體系;形成了基本完善的職業教育法律制度體系;探索了行業企業辦學、集團化辦學、行業與學校對話協作等靈活多樣的職業教育辦學模式;確立了覆蓋廣泛的職業教育學生資助體系,90%的中職生和20%的高職生享受到國家資助政策;走出了一條中國特色的職業教育發展道路。
我國水稻株高表觀遺傳調控研究取得重大進展
最近,中國農業科學院作物科學研究所萬建民課題組有關水稻株高表觀遺傳調控的研究結果被國際知名刊物《植物細胞(ThePlantCell)》期刊接受。該研究首次報道了表觀遺傳修飾對水稻株高和花器官發育的重要作用,揭示了DNA甲基化和組蛋白修飾之間的關聯,為進一步研究表觀遺傳修飾對水稻生長發育的調控機制奠定了基礎。這是該課題組繼2011年在《ThePlantCell》報道水稻育性相關研究成果后又一次在該期刊。
萬建民課題組長期從事水稻功能基因方面的研究,致力于解決水稻秈粳亞種間雜種優勢利用的障礙。水稻秈粳亞種間雜種優勢強大,一般比亞種內雜交水稻產量潛力高10%~30%,但秈粳亞種間雜種存在半不育、超親晚熟和株高超親等問題,嚴重影響其在生產上的利用。萬建民課題組通過表觀遺傳調控研究發現了1個顯性矮稈突變體Epi-df,具有較強的降稈能力,有望在水稻秈粳雜種優勢利用中解決F1代株高偏高問題。
據了解,表觀遺傳學是研究基因的核苷酸序列不發生改變的情況下,基因表達了可遺傳的變化的一門學科。表觀遺傳主要通過DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質重塑和非編碼RNA調控等方式控制基因表達。表觀遺傳調控是基因表達調控的重要組成部分,已成為當前研究的熱點。目前,僅有極少數的自發表觀突變體被發現,如DNA過甲基化突變體clk、Epi-dwarf1、lcyc、以及Cnr;而DNA去甲基化突變體目前僅發現一例,即擬南芥fwa突變體。在禾本科植物尤其是重要作物中還未有DNA去甲基化突變體的報道。
“十二五”期間將解決3億農民飲水安全問題
中國灌溉排水發展中心副主任閆冠宇29日在第七屆中國(國際)水務高峰論壇上表示,“十二五”期間,中國將把農村飲水安全工程作為社會主義新農村建設的重點內容之一,全面解決2.98億農村人口和11.4萬所農村學校師生的飲水安全問題。
閆冠宇說,在將要全面解決飲水安全問題的約3億農村居民中,有1.96億為新增飲水不安全人口,原因主要是水源來水減少、水污染加劇、部分已建工程建設標準低及老化失修嚴重、國有農林場和農村移民、飲用水水質標準提高等。
據介紹,“十二五”期間,我國將通過加強組織領導,建立農村飲水安全保障行政首長負責制,加大投資力度,強化項目管理,落實工程用電、用地、稅費等優惠政策,加強縣級農村飲水安全工程水質檢測能力建設等,確保工程長久發揮效益,農村群眾長期受益。
近4年全國農民減負22.95億元
記者24日從農業部獲悉,2008年以來,農業部加大糾正損害農民群眾利益不正之風工作力度,開展涉農收費專項治理,4年共減輕農民負擔22.95億元;嚴厲打擊制售假劣農資坑農害農行為,為農民挽回直接經濟損失34.24億元。
同時,加強土地承包糾紛調解工作,全國30個省共成立了1800多個仲裁委員會,聘任了一萬多名仲裁員,健全了鄉村調解、縣市仲裁、司法保障的土地承包糾紛調處體系,切實維護了農民土地承包權益。
銀監會:對農戶貸款應給予容忍度
記者從銀監會獲悉:《農戶貸款管理辦法》已于近日,管理辦法自2013年1月1日起施行。
管理辦法強調,農村金融機構應綜合考慮農戶貸款資金及管理成本、貸款方式、風險水平、合理回報等要素以及農戶生產經營利潤率和支農惠農要求,合理確定利率水平;農村金融機構應以支持農戶貸款發展為基礎,建立科學合理的農戶貸款定期考核制度,對農戶貸款的服務、管理、質量等情況進行考核,并給予一定的容忍度。對于因自然災害、農產品價格波動等客觀原因造成借款人無法按原定期限正常還款的,由借款人申請,經農村金融機構同意,可以對還款意愿良好、預期現金流量充分、具備還款能力的農戶貸款進行合理展期,展期時間結合生產恢復時間確定。已展期貸款不得再次展期。展期貸款最高列入關注類進行管理。
作為涉農貸款的重要組成部分,農戶貸款規模近年來穩步增長。銀監會統計顯示,截至2012年6月末,金融機構農戶貸款余額34840億元,比2007年末增長160%,占涉農貸款的兩成以上。
中央財政追加50億元農村危房改造補助金
記者19日獲悉,財政部于日前再次追加下達2012年農村危房改造補助資金50億元,支持部分地區完成60萬農村貧困戶危房改造。
據悉,此前,為促進經濟穩定增長,擴大就業,切實解決困難農戶的住房安全問題,財政部已會同國家發展改革委和住房城鄉建設部下達了今年395.72億元補助資金、500萬戶補助任務。
財政部表示,此次追加的補助資金將支持部分地區完成60萬農村貧困戶危房改造,其中支持東北、西北、華北等“三北”地區和自治區20萬農戶結合危房改造開展建筑節能示范。
財政部指出,今年農村危房改造由試點階段轉向全面實施,補助范圍擴大到全國農村地區。中央補助標準為每戶平均7500元,在此基礎上對建筑節能示范戶每戶再增加2500元補助。
財政部要求,各省(區、市)要依據農村危房改造方式、建設標準、成本需求和補助對象自籌資金能力等不同情況,合理確定不同地區、不同類型、不同檔次的分類補助標準,切實減輕困難農戶危房改造的負擔。
1-9月全國家電下鄉產品銷量突破5700萬臺
今年1-9月,全國(不包括山東、河南、四川、青島)家電下鄉產品銷售5730.8萬臺,實現銷售額1538.6億元,按可比口徑計算,同比分別增長12.1 %和21.6 %。其中,9月份全國家電下鄉產品銷售644.2萬臺,實現銷售額175.4億元,同比增長33.7 %和39.4 %。截至2012年9月底,全國累計銷售家電下鄉產品2.75億臺,實現銷售額6597.6億元。
1-9月,從銷售地區看,安徽、河北、江蘇3省銷售額位居全國前三,合計占家電下鄉產品銷售總額的33.3 %;從產品品類看,彩電、冰箱、空調、熱水器4類產品銷售額均超過200億元,合計占家電下鄉產品銷售總額的84.2 %;從企業看,海爾集團、格力集團和海信集團位列銷售額前三,分別為185.3億元、130.9億元和128.4億元,合計占家電下鄉產品銷售總額的28.9%。
全國已有40多萬農村居民用上了低價代燃料電
記者從16日在安徽休寧縣召開的全國小水電代燃料工程建設現場會上了解到,截至目前,全國已有52個小水電代燃料工程項目建成發電,新增代燃料裝機容量12.3萬千瓦,解決了40多萬農村居民的生活燃料問題,保護森林面積150多萬畝。