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基因表达的调控网络研究

2010-11-11 12:51:02| 分类：计算系统生物学 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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基因表达的调控网络研究

　http://www.nsfc.gov.cn/nsfc/cen/yjjhnew/2002/005_zn_09.htm

　　人类基因组序列草图的完成，标志着功能基因组研究将在生命科学领域中占据越来越重要的地位。在特定的条件下，特定基因表达的启动或停止，增强或抑制，是细胞完成基本生命活动以及对外界刺激作出应答的分子基础。模式生物基因数目的差异与其生物学复杂性的不对称，提示基因组中的调控序列在基因选择性表达中的重要生物学意义。阐明基因选择性表达所依赖的调控信息及其相互作用的分子机制，是揭示生命现象本质的核心问题，是结构基因组之后功能基因组研究的重要内容。随着基因组学的广泛开展，基因的表达调控研究已经逐渐从单个基因点、线式的调控拓展到立体层面上多基因、基因簇以至整个基因组的调控网络。如何有效利用已有的基因组学数据，充分整合多学科的新思路，并建立新的实验系统和技术体系，阐明真核基因组表达的调控网络，已经成为功能基因组学领域内国际竞争的焦点。

　　真核基因的表达受细胞核内、外多层次的调节，呈现多级调控：包括遗传调控(genetic regulation)和表观遗传调控(epigenetic regulation)。遗传调控包括基因转录、转录后加工、翻译以及翻译后修饰等环节，其中转录水平的调控是真核生物遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节。在遗传调控过程中，反式作用因子与顺式作用元件间的相互作用是构成基因表达调控网络的基础。表观遗传调控是指转录前基因在染色质水平上的结构调整，它是真核基因组一种独特的调控机制。近年来，有关表观遗传学(epigenetics)研究已愈来愈成为基因表达调控的研究热点之一。

科学目标：

　　本领域拟围绕基因表达的调控网络这一核心问题，立足于国内现有研究基础，着眼于基因表达调控的国际前沿，有效利用现有的或即将出现的基因组学数据和技术平台，选择一定的模式系统，在分子、细胞以及整体水平上系统分析和综合基因表达的调控模式，进一步深入理解基因表达的网络调控机制。建立高通量、大规模系统分析基因表达调控网络的技术体系；在一定的模式系统下，深入探讨遗传调控和表观遗传调控相互作用的网络与不同生物学表型之间的关系；进一步深入理解参与调节和控制真核基因选择性表达的网络体系内染色质结构、调控序列以及调控蛋白之间交互作用的内在机制；建立基因表达的调控网络数据库及其分析系统。

研究内容：

　　选择1-2种在基因表达调控方面有较好国内研究基础，在国际上具有一定特色的实验系统, 针对一具体的生命活动过程, 研究遗传调控和表观遗传调控在基因实现其表型功能过程中的作用。本项目要求申请者必须从遗传调控和表观遗传调控两方面设计研究内容, 强调从基因的调控网络角度展开研究：

遗传调控网络的研究：高通量、大规模地研究参与基因表达调控的关键顺式作用元件与反式作用因子及其相互作用网络；研究基因组的区域化与隔离子序列（insulator）或边界元件（boundary element）的作用机制。
表观遗传调控网络：研究染色质DNA与调控蛋白的细胞核内定位（nuclear localization）和区室化（compartmentalization）在基因表达调控中的作用；研究染色质结构重塑(remodelling)在转录前对基因表达调控的机制。
遗传调控与表观遗传调控的相互作用网络：研究反式作用因子的多种修饰在基因表达调控网络中的作用机制；研究基因选择性激活或沉默，增强或衰减的分子机制

研究期限：4年

拟资助经费：600万

　　本领域由生命科学部提出并受理申请。

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