小干扰RNA诱导组蛋白3赖氨酸27三甲基化的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671346
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0602.基因表达及非编码序列调控
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Small RNA mediated gene silencing is a widely conserved gene regulation mechanism in eukaryotes. Early experiments have demonstrated that small RNAs can be applied to prohibit tumorigenesis and viral infection. However, we need understand the biogenesis, mechanism, and physiological roles of these small RNAs before their application in clinics and therapeutics. siRNAs can be transferred from the cytoplasm to the nucleus, inhibit transcriptions elongation, and induce H3K9 and H3K27 trimethylation to silence gene expression via a nuclear RNAi defective (Nrde) pathway in C. elegans. Yet the molecular mechanism of siRNA-induce H3K27me3 is unclear. Here, we propose to further investigate the molecular mechanism of small RNA-mediated gene silencing and the roles of the PRC2 complex and the H3K27 methyltransferase MES-2 by the combining of genetical, biochemical, and molecular means in C. elegans. This study will not only help us to understand the biology of small RNAs, but also help us to apply the RNAi technology to basic research and clinics.
RNA干扰是一个非常广泛而且保守的基因调节机制。早期试验已经成功地表明小RNA 可以用来抑制癌基因和病毒基因的表达。然而,在小RNA被用于临床和制药之前,我们必须正确地了解小RNA的产生机理,作用机制和体内功能等。Nrde通路转运siRNA从细胞质到细胞核并抑制转录的延伸,诱导组蛋白H3K9和H3K27的三甲基化,从而缄默基因表达。然而,NRDE复合物和siRNA如何造成组蛋白的H3K27的三甲基化的分子机制尚不清楚。本项目将围绕以上问题,进一步研究模式生物秀丽线虫中siRNA 调控基因表达的作用方式,通过遗传学、生化和分子生物学的方法研究PRC2复合物以及H3K27甲基转移酶MES-2在细胞核RNA干扰中的作用以及其分子机理。这项研究有助于我们更深入地了解小RNA指导的表观遗传和转录调控机制。从而不仅对理解RNA的基础生物学有重要意义,而且有助于更好地将RNA干扰技术用于研究和临床治疗。

结项摘要

项目背景:RNA干扰是真核生物中一个非常广泛而且保守的基因调节机制。早期的试验已经成功地表明小RNA 可以用来抑制癌基因和病毒基因的表达。然而,在小RNA被应用于临床和制药的尝试过程中,人们发现小RNA在体内的稳定性,定向输送,以及错靶调节现象等严重制约着其效果。深入地了解RNA干扰和小RNA调控基因表达的生物学功能与分子机制,不仅对理解RNA的基础生物学有重要意义,而且有助于更好地将小RNA干扰技术用于研究和临床治疗。..主要研究内容:.实验室前期发现模式生物秀丽线虫中Nrde通路转运siRNA从细胞质到细胞核并抑制转录的延伸,诱导组蛋白H3K9和H3K27的三甲基化,从而缄默基因表达。然而,NRDE复合物和siRNA如何造成组蛋白的H3K27的三甲基化的分子机制尚不清楚。本项目围绕以上问题,进一步研究模式生物秀丽线虫中siRNA 调控基因表达的作用方式,通过遗传学、生物化学和分子生物学的方法研究PRC2复合物以及H3K27甲基转移酶MES-2在细胞核RNA干扰中的作用以及其分子机理。课题还通过遗传、分子、细胞和生化等手段来寻找和研究调控细胞核RNA干扰的关键因子,研究了小干扰 RNA调控基因表达的作用机制,研究了核RNA干扰在生长和生殖上的生理功能。..重要结果:..在本课题的支持下,我们得到了以下几项结果:.发现了一类新的针对核糖体RNA的反义核糖体小干扰RNA,并解析了其产生机理和作用机制;发现了介导piRNA产生与加工的两个蛋白质复合物;发现细胞质Argonaute蛋白可以介导RNAi导致的基因沉默的多代遗传。..在项目的支持下,以本实验室为独立单位发表SCI研究论文6篇(Nature Structure and Molecular Biology, 2017; PNAS, 2018; Genes & Development, 2019; Cell Reports, 2018, 2019; G3, 2018),应邀撰写综述5篇。毕业博士6人。..科学意义:..RNA干扰是真核生物中一个非常广泛而且保守的基因调节机制。本项目进一步研究了模式生物秀丽线虫中siRNA 调控基因表达的作用方式,寻找调控核RNA干扰的关键因子以及研究它们作用的分子机理。这项研究不仅对理解RNA的基础生物学有重要意义,而且有助于更好地将小RNA干扰技术用于研究和临床治疗。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Targeted Chromosomal Rearrangements via Combinatorial Use of CRISPR/Cas9 and Cre/LoxP Technologies in Caenorhabditis elegans.
通过组合使用 CRISPR/Cas9 和 Cre/LoxP 技术对秀丽隐杆线虫进行靶向染色体重排
  • DOI:
    10.1534/g3.118.200473
  • 发表时间:
    2018-07-31
  • 期刊:
    G3 (Bethesda, Md.)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Chen X;Liao S;Huang X;Xu T;Feng X;Guang S
  • 通讯作者:
    Guang S
细胞核内小干扰RNA介导的表观遗传和基因表达调控
  • DOI:
    10.1360/n052016-00335
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国科学: 生命科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯雪竹;光寿红
  • 通讯作者:
    光寿红
The USTC co-opts an ancient machinery to drive piRNA transcription in C. elegans
中国科学技术大学利用一种古老的机制来驱动线虫中的 piRNA 转录
  • DOI:
    10.1101/gad.319293.118
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    Genes & Development
  • 影响因子:
    10.5
  • 作者:
    Chenchun Weng;Joanna Kosalka;Ahmet C. Berkyurek;Przemyslaw Stempor;Xuezhu Feng;Hui Mao;Chenming Zeng;Wen-Jun Li;Yong-Hong Yan;Meng-Qiu Dong;Natalia Rosalía Morero;Cecilia Zuliani;Orsolya Barabas;Julie Ahringer;Shouhong Guang;Eric Miska
  • 通讯作者:
    Eric Miska
The Functions of Non-coding RNAs in rRNA Regulation
非编码RNA在rRNA调控中的功能
  • DOI:
    10.3389/fgene.2019.00290
  • 发表时间:
    2019-04-05
  • 期刊:
    FRONTIERS IN GENETICS
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yan, Qi;Zhu, Chengming;Feng, Xuezhu
  • 通讯作者:
    Feng, Xuezhu
A new layer of rRNA regulation by small interference RNAs and the nuclear RNAi pathway.
小干扰 RNA 和核 RNAi 途径的新 rRNA 调控层。
  • DOI:
    10.1080/15476286.2017.1341034
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    RNA Biol
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Xufei;Chen Xiangyang;Wang Yun;Feng Xuezhu;Guang Shouhong
  • 通讯作者:
    Guang Shouhong

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其他文献

秀丽线虫细胞核内小干扰RNA调控基因表达的机制研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    中国科学技术大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯雪竹;光寿红
  • 通讯作者:
    光寿红

其他文献

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piRNA的产生与作用机制
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    面上项目

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AI项目解读示例

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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