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摘要哺乳动物基因组的正常甲基化模式的建立在DNA-蛋白质相互作用、染色质的结构与稳定、胚胎发育等生物学过程中至关重要。DNA甲基化与基因沉默有关，并且在诸如转录、X染色体失活、基因印记等事件中起重要作用。CpG岛(CpG Island，CGI)具有独特的低DNA甲基化，低H3K36me2以及高H3K4me3的染色质环境。H3K27me3富集在不活跃基因的启动子CGI上，并且部分与H3K4me3共存。CGI低甲基化状态的维持具有重要的生物学意义。然而，我们对此机制的研究还非常有限。<br>　　组蛋白H3赖氨酸K36去甲基化酶KDM2(KDM2A和KDM2B)通过CxxC结构域普遍结合在90％以上的CGI。我们猜测KDM2A，KDM2B在CGI上的占据及对这些位点低H3K36me2水平的维持可能在维持CGI的低甲基化状态中发挥重要作用。因此本论文构建了敲除Kdm2a，敲除Kdm2b，双敲除Kdm2a/2b及点突变二者H3K36me2去甲基化酶的催化结构域JmjC的小鼠胚胎干细胞系，分析其基因组在CGI区域DNA甲基化水平变化，并进一步对Kdm2a，Kdm2b双敲除和JmjC点突变细胞系的H3K36me2水平变化进行分析。<br>　　结果表明，首先，我们成功构建了所有细胞系，并且在标准血清培养下所有细胞系的表型和干性基本正常。然后应用这些细胞系，我们发现KDM2A和KDM2B协同调控CGI区域的DNA甲基化，敲除Kdm2a，Kdm2b及点突变二者的H3K36me2去甲基酶催化结构域JmjC都使CGI平均甲基化水平略升高，平均约从3％升高到5.5％，而在CpG岛岸中心甲基化水平升高更明显，约从28％升高到39％。通过对不同染色质状态的CGI进行分类分析，发现KDM2A和KDM2B对CGI甲基化的影响与特定染色质环境有关。在双敲除Kdm2a/2b细胞系中DNA甲基化升高水平超过5％的CGI里，KDM2A和KDM2B对没有H3K4me3和H3K27me3修饰的CGI区域DNA甲基化影响最大，平均甲基化水平升高了22％，DNA甲基化升高的CGI上数量占比也明显增加，从2％增加到14％;仅有H3K27me3修饰的CGI区域KDM2对DNA甲基化影响较大，平均甲基化水平升高了19％，数量占比从2％增加到9％。仅有H3K4me3修饰的CGI区域KDM2对DNA甲基化影响较小，平均甲基化水平升高了19％，然而DNA甲基化升高的CGI数量占比从54％减少到17％。两种修饰都有的CGI区域KDM2对DNA甲基化影响最小，虽然数量占比从42％增加到60％，但是平均甲基化水平升高的程度最低(12％)。同时，KDM2A和KDM2B调控的H3K36me2的变化与双敲除Kdm2a和Kdm2b的DNA甲基化变化正相关。<br>　　综上所述，我们认为在胚胎干细胞中，当CGI上有H3K27me3或H3K4me3修饰的时候，KDM2A/2B占据了低或不甲基化的CGI，H3K4me3能抵抗DNMTs的作用，H3K27me3能拮抗H3K36me2，使得CGI处于较低的甲基化水平，所以即使敲除Kdm2a/2b，也难以使DNA甲基化水平显著升高。但在没有H3K27me3或H3K4me3修饰的CGI，仅有KDM2蛋白占据，一旦敲除Kdm2a/2b就很容易打破低甲基化状态，使该区域的甲基化水平显著上升。我们的研究揭示了KDM2A/KDM2B协同调控CpG岛DNA低甲基化状态的机制，为进一步研究CGIDNA甲基化模式的作用机制提供了新的线索及理论依据。