FMRP参与pre-mRNA选择性剪接调控机制及其在神经发育和突触功能调节中的作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81671112
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0901.神经系统发育与代谢异常
  • 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

Fragile X mental retardation protein (FMRP) is involved in the regulation of gene expression that participates in neural development and synaptic function. FMRP dysfunction is associated with fragile X syndrome and other several neurodevelopment disorders. It has been demonstrated that alternative splicing of precursor mRNA (pre-mRNA) generates different protein isoforms which play critical roles in the regulation of brain development and related diseases. However, the relationship between FMRP and alternative splicing has not been reported till now. Using Co-IP experiment, our previous study indicated an interaction between FMRP and RBM14, an alternative-splicing-related protein. We further demonstrated that this interaction altered the ratio of several genes’ mRNAs subtypes and protein isoforms, which then affected the dendrite outgrowth in Neuro-2a cells under neuronal differentiation. We speculate that FMRP might be involved in the regulation of neuronal development and brain function through participating in the alternative pre-mRNA splicing. This project will identify FMRP-associated genes and analyze the alternative-splicing sites by comparing the splicing events in the brain of Fmr1 knockout and wildtype mice, and then analyze the regulatory factors involved in the FMRP-associated alternative splicing. We further explore the roles of protein isoforms in dendritic development of hippocampal neurons and synaptic function. This study will uncover the potential mechanism of FMRP in regulating alternative splicing and its role in the regulation of neuronal development and synaptic function, which should help to define the relationship between the FMRP-associated alternative splicing and neurodevelopmental disorders.
脆性X智力低下蛋白(FMRP)参与基因表达调控,调节神经发育和突触功能,与脆性X综合征等多种疾病密切相关。目前已证实前体mRNA(pre-mRNA)选择性剪接产生的不同蛋白亚型在调控脑发育及相关疾病中发挥重要作用,但其与FMRP的关系尚未见报道。本项目前期实验通过Co-IP筛选首次发现FMRP与一种选择性剪接相关RBM14蛋白相互作用,并证实这种相互作用影响到其他基因mRNAs亚型比例及细胞突起的生长,提示FMRP很可能通过参与pre-mRNA选择性剪接过程来调节神经元发育及功能。本项目将比较FMRP正常及缺失小鼠海马组织中选择性剪接的差异,鉴定FMRP调控的靶基因及剪接位点的序列特征,分析FMRP调控选择性剪接过程的调控因素及不同蛋白亚型对海马神经元树突发育及突触功能的影响,以揭示FMRP参与选择性剪接调控的机制及其在神经元发育及突触功能调节中的作用,探索其与神经发育障碍疾病的相关性。

结项摘要

脆性X智力低下蛋白(FMRP)与脆性X综合征(FXS)密切相关,通过与大脑内其他RNA结合蛋白相互作用,调控基因表达,发挥重要作用。本研究首次证实FMRP通过与选择性剪接相关蛋白RBM14结合,参与pre-mRNA选择性剪接过程,而且FMRP表达改变所导致的部分基因选择性剪接异常可影响细胞突起生长。FMRP缺失所导致的异常选择性剪接的基因与多种生物学过程及神经功能密切相关,包括调节神经发育与突触可塑性。此外,发现FMRP主要位于下丘脑弓状核,FMRP的缺失改变了下丘脑的蛋白质组学特征,其中MAP1B蛋白的增加最为显著。增加的MAP1B主要位于弓状核内,并且AgRP水平显著降低。进一步证明FMRP缺失可以通过上调MAP1B表达诱导AgRP水平下降,这可能与食物摄取量和体重减少有关。这些研究为进一步揭示FXS的发病机制提供新思路。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hypothalamic proteome changes in response to nicotine and its withdrawal are potentially associated with alteration in body weight
尼古丁及其戒断反应引起的下丘脑蛋白质组变化可能与体重变化有关
  • DOI:
    10.1016/j.jprot.2020.103633
  • 发表时间:
    2020-03-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF PROTEOMICS
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Gao, Mei-Mei;Hu, Fei;Long, Yue-Sheng
  • 通讯作者:
    Long, Yue-Sheng
Valproate-Induced Epigenetic Upregulation of Hypothalamic Fto Expression Potentially Linked with Weight Gain
丙戊酸诱导的下丘脑 Fto 表达表观遗传上调可能与体重增加相关
  • DOI:
    10.1007/s10571-020-00895-2
  • 发表时间:
    2020-06
  • 期刊:
    Cellular and Molecular Neurobiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Zhang Huan;Lu Ping;Tang Hui-Ling;Yan Hua-Juan;Jiang Wei;Shi Hang;Chen Si-Yu;Gao Mei-Mei;Zeng Xiang-Da;Long Yue-Sheng
  • 通讯作者:
    Long Yue-Sheng
MDH2 is an RNA binding protein involved in downregulation of sodium channel Scn1a expression under seizure condition
MDH2 是一种 RNA 结合蛋白,参与癫痫发作时钠通道 Scn1a 表达的下调
  • DOI:
    10.1016/j.bbadis.2017.04.018
  • 发表时间:
    2017-06-01
  • 期刊:
    BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-MOLECULAR BASIS OF DISEASE
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Chen, Yong-Hong;Liu, Shu-Jing;Long, Yue-Sheng
  • 通讯作者:
    Long, Yue-Sheng
A Species-Correlated Transitional Residue D132 on Human FMRP Plays a Role in Nuclear Localization via an RNA-Dependent Interaction With PABP1
人类 FMRP 上物种相关的过渡残基 D132 通过与 PABP1 的 RNA 依赖性相互作用在核定位中发挥作用
  • DOI:
    10.1016/j.neuroscience.2019.01.028
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Neuroscience
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhou Yong-Ting;Long Jing-Yi;Fu Jun-Yi;Sun Wei-Wen;Hu Fei;Huang Hao-Ying;Li Wei;Gao Mei-Mei;Shu Yousheng;Yi Yong-Hong;Long Yue-Sheng
  • 通讯作者:
    Long Yue-Sheng
FTO is a transcriptional repressor to auto-regulate its own gene and potentially associated with homeostasis of body weight
FTO 是一种转录抑制因子,可自动调节自身基因,并可能与体重稳态相关
  • DOI:
    10.1093/jmcb/mjy028
  • 发表时间:
    2019-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF MOLECULAR CELL BIOLOGY
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Liu, Shu-Jing;Tang, Hui-Ling;Long, Yue-Sheng
  • 通讯作者:
    Long, Yue-Sheng

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  • 期刊:
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  • 作者:
    曾涛;廖卫平;林绍鹏;石奕武;赵绮华;龙跃生
  • 通讯作者:
    龙跃生

其他文献

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糖酵解酶GAPDH对钠通道基因的转录后调控及其在生酮饮食抗癫痫中的作用
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相似国自然基金

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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

        graph TD
          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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