[发明专利]用于检测含组蛋白变体的核小体的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于检测和测定含特定组蛋白变体的单核小体和寡核小体及核小体的存在的方法以及所述测定用于检测和诊断疾病的用途。本发明亦涉及鉴定组蛋白变体生物标志物以用于检测和诊断疾病的方法并涉及经所述方法鉴定的生物标志物。

发明背景

人体包含数百种细胞类型。所有这些细胞类型含有相同的基因组，但具有广泛不同的表型以及在体内的不同功能。这样的表型多样性是因基因组在不同细胞类型中的差异表达所致。虽然不完全了解差异基因表达的调控，但是基本机制包括通过与所述基因有关的大量相互连接的表观遗传信号的基因调节，其包括将染色质包装为常染色质或异染色质的调控、核小体定位和核酸酶可接近位点的调控、DNA的甲基化和在其周围缠绕有DNA的核小体的结构上的变化。

核小体为染色质结构的基本单元以及由八个高度保守的核心组蛋白(包括各一对的组蛋白H2A、H2B、H3和H4)的蛋白质复合物组成。在此复合物周围缠绕有约146个碱基对的DNA。另一种组蛋白H1或H5充当接头并涉及染色质致密化。DNA以常常被称为类似于“绳珠”的结构缠绕在连续的核小体周围以及这形成开放或常染色质的基本结构。在致密或异染色质中，所述绳经螺旋和超螺旋成闭合而复杂的结构(Herranz和Esteller, 2007)。

核小体的结构可通过组蛋白的转录后修饰(PTM)和通过包含变体组蛋白来改变。组蛋白的PTM通常发生在核心组蛋白的尾部，并且常见修饰包括赖氨酸残基的乙酰化、甲基化或遍在蛋白化以及精氨酸残基的甲基化和丝氨酸残基的磷酸化及许多其它修饰。已知组蛋白修饰涉及基因表达的表观遗传调节(Herranz和Esteller, 2007)。核小体的结构亦可通过包含备选的组蛋白同种型或变体来改变，所述同种型或变体为不同的基因产物或剪接产物并且具有不同的氨基酸序列。组蛋白变体可分为许多家族，其可再分成独立的类型。大量组蛋白变体的核苷酸序列为已知的并且可公开得自例如国家人类基因组研究所NHGRI组蛋白数据库(Mari?o-Ramírez, L., Levine, K.M., Morales, M., Zhang, S., Moreland, R.T., Baxevanis, A.D.,和Landsman, D. The Histone Database: an integrated resource for histones and histone fold-containing proteins (组蛋白数据库：含组蛋白和组蛋白折叠的蛋白质的综合资源). Database第2011卷. (已提交)和http://genome.nhgri.nih.gov/histones/complete.shtml)、GenBank (NIH遗传序列)数据库、EMBL核苷酸序列数据库和日本DNA数据库(DDBJ)。

成人中的正常细胞更新涉及每天通过细胞分裂产生约10¹¹个细胞以及主要通过凋亡使类似数量的细胞死亡。在凋亡过程期间，染色质分解成自细胞释放的单核小体和寡核小体。据报道在正常情况下，在健康受试者中存在的循环核小体的水平低。在患有各种病况的受试者中发现水平升高，所述病况包括许多癌症、自身免疫性疾病、炎性病况、中风和心肌梗塞(Holdenreider & Stieber, 2009)。