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组蛋白的乙酰化/去乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化等共价修饰对生物体的染色质结构和基因表达起着重要的调控作用。作为一种重要的组蛋白共价修饰,组蛋白甲基化在异染色质形成,X-染色体失活,转录调控等生命过程中起着非常重要的作用。H4K20甲基化是广泛的染色体修饰,它与许多表观修饰功能相关。一些催化H4K20甲基化的酶维持H4K20的单甲基化、双甲基化和三甲基化,调控着不同的生物学功能。组蛋白的乙酰化被认为导致了染色质结构的改变,使其与DNA更接近并有利于转录。由HDACs催化的组蛋白的去乙酰化对于基因的沉默及一些基因的抑制状态的维持十分重要。H4S1/H2AS1高度磷酸化与有丝分裂染色体凝聚相互联系,以前研究表明组蛋白H1和H3在此时期也高度磷酸化。另外,啤酒酵母细胞的染色体有丝分裂时不皱缩,H4S1/H2AS1磷酸化水平在有丝分裂时期不升高。因此,低等的真核生物在有丝分裂时期有不同的组蛋白修饰方式。本实验研究了小鼠卵母细胞生长及早期胚胎发育过程中组蛋白修饰的变化,结果如下:(1)用抗组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化的单克隆抗体进行免疫荧光分析,结果发现,在卵母细胞生长阶段组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化的修饰呈上升趋势,GVBD期卵母细胞组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化集中分布在染色体上;MⅡ期卵母细胞染色体上组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化水平很高,呈均匀分布。在早期胚胎中组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化水平呈下降趋势;在原核期组蛋白H4第20位赖氨酸单甲基化在雌雄原核都有出现且雄原核荧光较强,差异极显著。(2)用抗组蛋白H4第20位赖氨酸双甲基化的单克隆抗体进行免疫荧光分析,结果发现,在卵母细胞生长阶段的1天、5天、10天H4K20双甲基化水平逐渐升高;小鼠出生后15天的卵母细胞检测不到该甲基化修饰,而在20天、25天小鼠的卵母细胞中重新出现;GV期、GVBD期和MⅡ期卵母细胞细胞核中都没有检测到荧光信号。在早期胚胎中组蛋白H4第20位赖氨酸双甲基化只出现在2细胞胚和4细胞胚,在原核期、8细胞胚、桑椹胚和囊胚没有检测到荧光信号。(3)用抗组蛋白H4第20位赖氨酸三甲基化的单克隆抗体进行免疫荧光分析,结果发现,在卵母细胞生长阶段组蛋白H4第20位赖氨酸三甲基化水平呈升高趋势,而且在细胞核中异染色质区表达量较强;在GVBD期卵母细胞中,用抗着丝粒蛋白的抗体CREST进行双重免疫荧光分析,发现红色荧光与绿色荧光重叠。这表明GVBD期卵母细胞组蛋白H4第20位赖氨酸甲基化主要发生在染色体的着丝粒位置。在早期胚胎中组蛋白H4第20位赖氨酸三甲基化水平呈下降趋势,且在桑椹胚和囊胚阶段消失;在原核期组蛋白H4第20位赖氨酸三甲基化只发生在雌原核,在雄原核没有三甲基化修饰。(4)用抗组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化的单克隆抗体进行免疫荧光分析,结果发现,在卵母细胞生长阶段组蛋白H4第27位赖氨酸乙酰化水平呈升高趋势,但是在细胞核异染色质区表达量较弱;MⅡ期卵母细胞染色体上组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化消失。在早期胚胎中组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化水平在4细胞胚最高,总体呈下降趋势;在受精卵中雌雄原核都能检测到组蛋白H3第27位赖氨酸乙酰化且雄原核荧光信号较强。(5)用抗组蛋白H4/H2A第1位丝氨酸磷酸化的单克隆抗体进行免疫荧光分析,结果发现,在卵母细胞和早期胚胎细胞中组蛋白H2AS1的磷酸化是普遍存在的。在卵母细胞生长阶段组蛋白H4/H2A第1位丝氨酸磷酸化水平呈升高趋势,而且在15天的卵母细胞磷酸化水平最高;在原核期,雌雄原核组蛋白H2AS1的磷酸化是同步的。当染色体排列在赤道板上时,H2AS1磷酸化依然存在而且显示与染色体是重合的,PhH2AS1不论在间期还是分裂期都是存在的,而且在异染色质区较亮;在早期胚胎,组蛋白H2AS1的磷酸化有升高的趋势。总之,在卵母细胞生长和早期胚胎发育过程中存在复杂的组蛋白修饰变化。