CUL4B协同HDAC复合体参与基因转录抑制的研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31171240
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
王艳
依托单位：
山东大学
学科分类：
C0602.基因表达及非编码序列调控
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：
邹永新；杨阳；胡慧丽；纪庆红；赵敏楠；孙兆亮；
关键词：
表观遗传 CUL4B 复合体 HDAC 基因转录抑制

项目摘要

Cullin4B属于Cullin基因家族，该家族成员是泛素连接酶E3的重要组成部分，在蛋白的泛素化过程中发挥重要的功能。?近年来，越来越多的证据表明Cullin家族蛋白不但参与蛋白泛素化降解，还参与组蛋白的修饰与基因的转录调控。我们初步的实验结果证明，Cullin4B可以直接与靶基因启动子转录调控区结合，招募或协同HDAC复合体对其下游靶基因的转录抑制作用，并在乳腺癌中高表达。本研究旨在此工作基础上探索Cullin4B与HDAC组蛋白去乙酰化酶复合体之间的相互作用，找到受其调控的特异靶基因，进而揭示其的生理病理学功能。本项目对于研究泛素复合体组分参与表观遗传基因转录调控与肿瘤发生的机制具有非常重要的意义。

结项摘要

CUL4B属于Cullin基因家族，该家族成员是泛素连接酶E3的重要组成部分，在蛋白的泛素化过程中发挥重要的功能。我们的研究首次报导CRL4B可以与组蛋白H3K27三甲基化酶PRC2复合体相互作用，通过催化组蛋白H2AK119的单泛素化招募PRC2复合体协同转录抑制。ChIP-on-chip实验结果发现，CRL4B与PRC2共同抑制一系列肿瘤抑制因子，如p16, PTEN等。CUL4B可以显著促进细胞周期，克隆形成，以及裸鼠成瘤，并在人食管癌癌灶中的转录水平明显高于癌旁组织。我们的研究表明CUL4B是一个新的转录共抑制因子，通过组成CRL4B复合体催化H2AK119ub1而促进PRC2的转录抑制作用，提出一种组蛋白泛素化修饰与组蛋白甲基化修饰相互作用的全新的分子机制。我们还发现CRL4B复合物可以和组蛋白甲基转移酶SUV39H1，异染色质蛋白1(HP1)以及DNA甲基转移酶3A（DNMT3A）相互作用。CRL4B通过催化H2AK119的单泛素化，进而促进H3K9的三甲基化以及DNA甲基化的发生，进而参与DNA甲基化所引起的转录抑制过程。干扰CUL4B会导致其靶基因如IGFBP3去抑制现象。我们研究发现CUL4B可以促进细胞的增殖和迁移，这与肿瘤发生的现象相一致，而导致这种结果部分是由于CUL4B抑制IGFBP3的表达所引起的。我们的实验揭示了组蛋白泛素化/甲基化和DNA甲基化在转录抑制中的关系，并阐述了CUL4B在肿瘤发生发展中的分子作用机制。.神经变性病相关的TDP-43与脆性X脑发育迟钝蛋白（FMRP）和Staufen（STAU1）蛋白质相互作用在神经细胞中调控SIRT1的转录。该研究首次鉴定出TDP-43可以与脆性X脑发育迟钝蛋白和TAU1蛋白质形成TDP-43/ FMRP/ STAU1功能复合体，调控包括SIRT1在内的多个具有重要功能的基因。更进一步通过RNA免疫共沉淀和RNA pull-down实验分析表明，TDP-43/FMRP/STAU1特异地结合于SIRT1 mRNA 的3’UTR而保护SIRT1 mRNA 的稳定，从而保护神经元的DNA免于损害。本研究结果揭示了TDP-43发挥细胞功能的分子机制，且进一步阐明了TDP-43在神经变性病中的分子机制。