重组激活基因蛋白和转录因子Pax5相互作用形成免疫球蛋白基因V（H）到DJ（H）重排的机制

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31170821
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
季延红
依托单位：
西安交通大学
学科分类：
C0806.感染与非感染性炎症
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
史霖；周晓勃；吴晓康；韩蕾；李微；黄君华；任会勋；
关键词：
Pax5 VH基因片段 V(D)J重组 RAG蛋白 DJH重组中心

项目摘要

B细胞识别抗原能力源于其表面高度多样性的免疫球蛋白。重组激活基因（recombination activating gene）蛋白1（RAG1）和RAG2通过V(D)J重组过程将可变区VH，多样区DH，连接区JH基因片段重新组合成VH（D）JH基因，编码免疫球蛋白重链识别抗原多肽。VH(D)JH重组时，DH到JH先形成DJH重排，然后发生VH到DJH重排，但VH到DJH重排机理尚不清楚。我们研究结果显示JH和其邻近的DH基因片段发生组蛋白的乙酰化、三甲基化（H3K4me3）和高水平转录，建立了重组中心，RAG蛋白进入重组中心介导DJH重排。本研究目的是揭示RAG蛋白建立的DJH重组中心控制VH到DJH重排。我们通过运用ChIP等相关技术，证实DJH重组中心造成VH基因发生表观遗传学改变，阐明RAG蛋白通过与转录因子Pax5相互作用把VH基因带入DJH重组中心，形成VH到DJH重排。

结项摘要

B细胞通过DNA重排机制产生了多样性免疫球蛋白分子(immunoglobulins，Igs)，保证正常免疫系统功能。位点特异性V(D)J重组是由重组激活基因（recombination activating gene）1和2 编码的RAG1和RAG2蛋白组成的RAG重组酶，催化断裂V、D、J基因片段和他们附近的重组信号序列（recombination signal sequence, RSS），后经非同源末端连接途径把断裂的基因片段组合在一起，形成编码Ig抗原结合区的基因。V(D)J重组在B细胞发育过程严格地按照细胞阶段特异性的顺序发生。在pro-B细胞阶段，首先完成DH到JH重排，然后是VH到DJH重排，表达功能性Ig重链；随后细胞进入pre-B阶段， IgL发生VL到JL重排，形成功能性Ig轻链；最终在未成熟B细胞表达完整功能性膜型Ig分子。Ig重组的发生依赖于RAG重组酶的功能及Ig基因位点发生可结性变化（accessibility）。本研究围绕VH基因片段如何建立可结性来适应RAG诱导VH到DJH重组。我们研究结果如下：①DH到JH重组后，DJH位点具有高水平的H3K4me3、H3K27Ac修饰、RAG1和RAG2的结合，形成DJH重组中心，该中心起着超级增强子（super-enhancers）的作用。②DJH重组中心的建立造成VH基因位点发生正义和反义RNA的转录，并出现H3K4me3修饰，说明DJH重组中心提高VH基因位点的转录和H3K4me3的水平。③通过对基因组lncRNA-seq，发现在DJH重组中心上游123282bp位置出现一个lncRNA（NONMMUG010097），推断这个lncRNA可能参与VH基因发生可结性变化。④观察到RAG1和RAG2主要结合5‘端VH基因，提示DJH重组中心促进RAG结合到VH基因片段，⑤DJH重组中心建立后，B细胞特异性转录因子Pax5结合5’端VH基因片段附近，通过RAG1-ChIP→Pax5 ChIP的Re-ChIP方法证实RAG把Pax5带入DJH重组中心，进一步由Pax5把准备重组的VH基因片段引入DJH重组中心。这些研究结果证实DJH重组中心造成VH基因发生表观遗传学改变，阐明RAG通过与Pax5相互作用把VH基因带入DJH重组中心，形成VH到DJH重排。