DNA碱基损伤修复酶OGG1调控NF-κB磷酸化修饰的作用及机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31900557
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0702.细胞信号转导
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

8-oxoguanine DNA glycosylase-1 (OGG1) is a DNA damage repair enzyme that specifically recognizes 8-hydroxyguanine (8-oxoG) in eukaryotic cells. However, recent studies have shown that 8-oxoG is not only a lesion to be repaired, but also an epigenetic modification. Under oxidative stress, OGG1 binding to 8-oxoG in the promoter, plays a role in the recruitment of NF-κB and the assembly of transcriptional machinery, to assure a prompt launch of the immediately responsive transcriptome.Studies have shown that the phosphorylation of NF-κB subunit RelA/p65 S276 may selectively promote the expression of genes regulated by ROS signaling, but it is urgent to reveal which genes are regulated and what the molecular mechanism is. Our preliminary results showed that OGG1 promoted phosphorylation of RelA/p65 Ser276. In the proposed study, we will utilize next generation sequencing skills such as ChIP-Seq, RNA-Seq, as well as various molecular techniques analyzing the interaction between protein-protein and protein-DNA, to determine ①Ogg1-mediated phosphorylation of RelA/p65 S276 is involved in the selective expression of the gene; ② which protein kinase interaction with OGG1 promotes phosphorylation of RelA/p65 S276; ③ the precise molecular mechanisms by which OGG1 interacts with protein kinase and RelA/p65, and the DNA sequence context within the high GC-containing promoters that is required for the OGG1 and p-RelA/p65 S276 complex-driven transcription. The completion of the proposed study will reveal the transcriptional regulation and molecular mechanism of DNA damage repair enzyme OGG1.
OGG1是真核细胞特异识别8-羟鸟嘌呤的DNA损伤修复酶,然而近期研究结果表明8-羟鸟嘌呤不只是一种需要修复的损伤,而且还具有表观遗传修饰作用。氧化应激条件下OGG1与启动子区内8-羟鸟嘌呤的结合可招募NF-κB促进先天免疫促炎基因的转录。有研究报道提出NF-κB的RelA亚基S276磷酸化可能选择性地促进ROS信号调控的基因表达,但全基因组哪些基因受其调控、分子机制是什么等问题亟待揭示。我们前期实验数据显示OGG1能促进NF-κB的RelA亚基276位丝氨酸的磷酸化。因此本项目将利用二代测序技术、蛋白-蛋白及蛋白-核酸作用分析技术,①明确OGG1介导RelA S276磷酸化修饰参与的选择性表达基因组及其生物学意义;②鉴定与OGG1相互作用蛋白激酶;③解析蛋白质相互作用分子机制以及8-羟鸟嘌呤的核苷酸序列环境特征。项目的完成将更加深入地揭示DNA损伤修复酶OGG1的转录调控作用及分子机制。

结项摘要

活性氧由多种内源性生理过程产生,并因环境因素而加剧。ROS攻击DNA,最常见的氧化产物是8-oxo-7,8-二氢鸟嘌呤(8-oxoG)。8-oxoG是真核细胞识别并切除8-oxoG的特异性DNA修复酶,通过自然界中极为保守的碱基切除修复 (BER) 途径对8-oxoG进行修复。越来越多的证据表明,8-oxoG不仅仅是一种氧化损伤,而且作为一种DNA表观遗传修饰,通过与其特异修复蛋白OGG1的相互作用实现对氧化应激基因的转录调控。OGG1与底物结合,招募NF-κB,促进促炎细胞因子/趋化因子的转录。NF-κB活性依赖于翻译后修饰,其中RelA/p65 Ser276磷酸化受ROS密切影响,可选择性上调。但是,RelA/p65 Ser276磷酸化是如何响应ROS信号进而选择性调控NF-κB部分靶点的机制尚不清楚。.基于上述科学问题,我们认为在高度氧化的细胞环境下,OGG1不仅能招募NF-κB到基因的启动子区,是否进一步促进RelA/p65 S276磷酸化修饰进而开启快速应答ROS转录组的基因转录。本项目的研究内容包括:1)OGG1是否介导了RelA/p65 S276磷酸化参与基因的选择性表达;2)OGG1与哪种蛋白激酶相互作用促进RelA/p65 S276的磷酸化;3)解析OGG1-蛋白激酶-RelA/p65的相互作用的分子机制。.在项目中,发现1)OGG1与丝裂原激活蛋白激酶1 (MSK1)之间的相互作用是RelA/p65丝氨酸276磷酸化所必需的。2)ROS清除或OGG1耗尽/抑制阻碍了MSK1与RelA/p65之间的相互作用,从而降低了phospho-Ser276的水平,导致编码ROS响应性细胞因子/趋化因子的基因表达显著降低,但NFKBIs没有。3)阻断OGG1与DNA底物的结合以基因特异性的方式阻止了RelA/p65、Pol II和p-RNAP II在启动子募集。我们的数据强调了OGG1在影响RelA/p65的S276磷酸化以选择性转录调节ROS反应和立即激活的促炎细胞因子/趋化因子方面的重要性。该研究不仅对磷酸化编码的调控机制有了新的认识,而且巩固了好氧细胞中进化而来的启动子定位底物结合OGG1的严密而精细的控制,以满足及时基因转录激活的需要。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Enzymatically inactive OGG1 binds to DNA and steers base excision repair toward gene transcription
酶失活的 OGG1 与 DNA 结合并引导碱基切除修复朝向基因转录
  • DOI:
    10.1096/fj.201902243r
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    FASEB JOURNAL
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Wenjing Hao;Jing Wang;Yuanhang Zhang;Chenxin Wang;Lan Xia;Wenhe Zhang;Muhammad Zafar;Ju-Yong Kang;Ruoxi Wang;Ameer Ali Bohio;Lang Pan;Xianlu Zeng;Min Wei;Istvan Boldogh;Xueqing Ba
  • 通讯作者:
    Xueqing Ba
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Cellular and Molecular Life Sciences
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Libo Liu;Jiaxiang Li;Yueshuang Ke;Xianlu Zeng;Jinmin Gao;Xueqing Ba;Ruoxi Wang
  • 通讯作者:
    Ruoxi Wang
Multivalent weak interactions between assembly units drive synaptonemal complex formation
装配单元之间的多价弱相互作用驱动联会复合体的形成
  • DOI:
    10.1083/jcb.201910086
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Cell Biology
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Zhenguo Zhang;Songbo Xie;Ruoxi Wang;Shuqun Guo;Qiuchen Zhao;Hui Nie;Yuanyuan Liu;Fengguo Zhang;Miao Chen;Libo Liu;Xiaoqian Meng;Min Liu;Li Zhao;Monica P.Colaiácovo;Jun Zhou;Jinmin Gao
  • 通讯作者:
    Jinmin Gao
The Role of 8-oxoG Repair Systems in Tumorigenesis and Cancer Therapy
8-oxoG 修复系统在肿瘤发生和癌症治疗中的作用
  • DOI:
    10.1098/rspb.2018.0592
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Cells
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Chunshuang Li;Yaoyao Xue;Xueqing Ba;Ruoxi Wang
  • 通讯作者:
    Ruoxi Wang
Control of Chromatin Organization and Chromosome Behavior during the Cell Cycle through Phase Separation
通过相分离控制细胞周期中的染色质组织和染色体行为
  • DOI:
    10.3390/ijms222212271
  • 发表时间:
    2021-11-12
  • 期刊:
    International Journal of Molecular Sciences
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Li J;Gao J;Wang R
  • 通讯作者:
    Wang R

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其他文献

铜(II)氮氧自由基配合物铁磁耦
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    孙友敏;刘成卜*;王若曦
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硼氮掺杂的碳纳米管对硫化氢气敏
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    王若曦;张冬菊;朱荣秀;刘成
  • 通讯作者:
    刘成
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  • 发表时间:
    2012
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  • 作者:
    王春枝;王若曦;陈宏伟
  • 通讯作者:
    陈宏伟

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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