MAX/Mga异源二聚体在胚胎干细胞生物学特性维持中的分子机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671532
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1201.干细胞基础研究
  • 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

The capacity of embryonic stem cells for indefinitely unlimited self-renewal and differentiation into virtually all of the cell types building our body has opened up the an entirely new chapter in regenerative medicine. However, the molecular mechanisms underlying the maintenance of pluripotency during proliferative expansion are largely unknown. Recent studies suggest that myc genes are critical for the acquisition (induced pluripotent, iPS cells) and maintenance (mESC and other stem cells) of stem cell properties, but their potential endogenous functions in these processes remain elusive. To address the role of myc gene family in ES cells, we used an independently designed CRISPR-Cas9-based screening to identify genes from this family that are essential for the maintenance of ES cells. We find that While endogenous Myc (including c-myc, N-myc and L-Myc) and MXD are dispensable for ES cell function, MAX and Mga are crucial for the maintenance of pluripotency and self-renewal of ES cells. Deletion of MAX or MGA results in compromised proliferation and abnormal differentiation of ES cells. The overall objective of this study is to comprehensively define the role of MAX/Mga as wells as MAX/Mga-containing PRC1.6 (Polycomb Repressive Complex1.6) in stem cells and embryonic development and to determine their function at the molecular mechanistic level. To address these questions, we take advantage of a multi-disciplinary platform combining molecular, cellular biology, biochemistry, epigenetics as well as the generation and analysis of knockout mouse models. The proposed study will not only enhance our understanding of molecular mechanism governing stem cell pluripotency but also offer basic knowledge that is required for realizing the full therapeutic potential of stem cells.
胚胎干细胞具有体外培养无限增殖、同时保持被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型的特点。因此,它为再生医学揭开了崭新的篇章。然而,干细胞全能性维持的具体分子机制至今仍未完全阐明。最近人们发现,MYC家族成员在诱导多能干细胞的获得及其各种干细胞的维持中发挥关键调节作用,不过,它们的生理功能还是一个迷。我们利用CRISPR-CAS9技术在胚胎干细胞逐个完全剔除MYC基因超家族的每个成员,结果显示只有MAX和Mga在该细胞的生物学特性维持中起决定性作用。MAX或Mga敲除胚胎干细胞的增殖和分化出现显著异常。蛋白组学研究显示,MAX和Mga是非经典复合物PRC1.6的主要成员。本项研究的目的是运用多学科手段,深入探讨MAX/Mga及其所在PRC1.6在胚胎干细胞和胚胎发育中的作用及其分子机制。本课题的顺利开展不仅能进一步揭示干细胞全能性的分子机制,而且能为将来实现干细胞的临床应用提供理论依据。

结项摘要

多梳蛋白(PcG)家族成员通过形成多蛋白复合物来参与细胞的命运决定,但是,其中的分子机制一直不太清楚。在这项研究中,我们发现PcG成员Pcgf6及Mga在小鼠的胚胎发育过程中非常重要,因为缺失这两个基因的小鼠胚胎分别出现部分和围着床期致死。即使成活的Pcgf6基因剔除小鼠也会出现生育缺陷。有意思的是,Pcgf6基因剔除小鼠的成体组织和细胞中过度表达生殖细胞特有基因。进一步研究发现,Pcgf6通过招募G9a/Glp and Hdac1/2从而实现在正常组织中沉默生殖细胞特有基因的表达。另外,利用CRISPR筛选技术我们在胚胎干细胞发现内胚层基因Gata6的抑制分子,PcG成员Mga。剔除Mga基因的胚胎干细胞出现严重细胞自我更新缺陷,并逐渐自发向胚外内胚层方向分化。总之,我们的研究揭开了PcG在细胞命运决定中的关键作用,突出Mga/Pcgf6分别对内胚层基因及生殖细胞特有基因的抑制是细胞谱系决定的关键所在。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Combinatorial Control of Recruitment of a Variant PRC1.6 Complex in Embryonic Stem Cells
胚胎干细胞中变体 PRC1.6 复合物募集的组合控制。
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2018.02.072
  • 发表时间:
    2018-03-13
  • 期刊:
    CELL REPORTS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Huang, Yikai;Zhao, Wukui;Qin, Jinzhong
  • 通讯作者:
    Qin, Jinzhong
Polycomb group RING finger proteins 3/5 activate transcription via an interaction with the pluripotency factor Tex10 in embryonic stem cells
多梳族环指蛋白 3/5 通过与胚胎干细胞中的多能因子 Tex10 相互作用激活转录
  • DOI:
    10.1074/jbc.m117.804054
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    The Journal of biological chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wukui Zhao;Yikai Huang;Jingzi Zhang;Mengjie Liu;Haijing Ji;Congcong Wang;Ning Cao;Chaojun Li;Yin Xia;Qing Jiang;Jinzhong Qin
  • 通讯作者:
    Jinzhong Qin
Essential Role for Polycomb Group Protein Pcgf6 in Embryonic Stem Cell Maintenance and a Noncanonical Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1) Integrity.
Polycomb 组蛋白 Pcgf6 在胚胎干细胞维持和非经典 Polycomb 抑制复合物 1 (PRC1) 完整性中的重要作用。
  • DOI:
    10.1074/jbc.m116.763961
  • 发表时间:
    2017-02-17
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Zhao, Wukui;Tong, Huan;Qin, Jinzhong
  • 通讯作者:
    Qin, Jinzhong
Mga safeguards embryonic stem cells from acquiring extraembryonic endoderm fates.
Mga 保护胚胎干细胞免于获得胚胎外内胚层命运
  • DOI:
    10.1126/sciadv.abe5689
  • 发表时间:
    2021-01
  • 期刊:
    Science advances
  • 影响因子:
    13.6
  • 作者:
    Qin J;Wang C;Zhu Y;Su T;Dong L;Huang Y;Hao K
  • 通讯作者:
    Hao K
Loss of Polycomb Group Protein Pcgf1 Severely Compromises Proper Differentiation of Embryonic Stem Cells
多梳族蛋白 Pcgf1 的丢失严重影响胚胎干细胞的正常分化
  • DOI:
    10.1038/srep46276
  • 发表时间:
    2017-04
  • 期刊:
    Scientific Reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Yan Yun;Zhao Wukui;Huang Yikai;Tong Huan;Xia Yin;Jiang Qing;Qin Jinzhong
  • 通讯作者:
    Qin Jinzhong

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秦进中的其他基金

PRC1.6复合物维持胚胎干细胞自我更新特性的分子机制研究
  • 批准号:
    31970810
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    60 万元
  • 项目类别:
    面上项目
L3mbtl2在胚胎干细胞自我更新和多能性维持中的分子机制研究
  • 批准号:
    31471387
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

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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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