基于GAS5的长链非编码RNA转运出核机制的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31670823
  • 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:
    C0507.核酸生物化学
  • 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 correct localization of RNAs in cell is essential for their post-transcriptional processing, stability and function. The number of lncRNA identified in recent years expands rapidly with most of them located in the cytoplasm, however, mechanism of lncRNA export has still been elusive. We previously examined the mechanism on the export of naturally intronless mRNAs and purified the RNP assembled on export element (PNAS, 2011; NAR, 2013). GAS5 is one of the lncRNAs located in both nucleus and cytoplasm as showed in our preliminary study. Thus we plan to study the mechanism on lncRNA export using GAS5 as a model in this project. We will first identify components in GAS5 RNP assembled in the nucleus using MS2-MBP affinity purification followed by mass spectrometry, and then screen for key factors involved in the export of GAS5. Next we will investigate the role of 5’ cap, splicing and 3’ polyA tail in the export of GAS5 using microinjection and RNA-FISH. We will also explore whether there is cis-element that functions in GAS5 export. Finally we will compare the nucleo-cytoplasmic distribution of endogenous lncRNAs using genechip technology under the condition of over-expression or knockdown of key factors for GAS5 export. The project aims to build the export pathway for lncRNAs and gain deep insight into the mechanism of lncRNA export.
RNA在胞内的正确定位对于其转录后加工、稳定性及功能发挥至关重要。新近发现的长链非编码RNA(lncRNA)数量庞大且多数位于细胞质中,但其转运出核机制尚未阐明。申请人曾对人无内含子mRNA出核机制进行深入研究,纯化鉴定了出核元件RNP主要蛋白组份(PNAS,2011;NAR,2013),并在预实验中确定lncRNA GAS5同时分布于细胞核与细胞质中。 据此,将以GAS5为模型对lncRNA出核机制进行深入探讨。首先通过MS2-MBP亲和纯化技术分离并鉴定GAS5核内RNP组份,从中筛选GAS5出核关键蛋白;然后通过显微注射和RNA-FISH探讨5’帽端结构、剪接与3’polyA尾在GAS5出核中的作用,并探讨GAS5中是否存在顺式出核元件;最后利用基因芯片技术检测GAS5出核关键蛋白过表达或敲低对内源性lncRNAs在核质中分布的影响。本研究将建立lncRNA出核通路并阐明其出核机制。

结项摘要

LncRNA除了不编码蛋白外与mRNA非常相似,但其在胞内定位的机制不清。为了探讨lncRNA转运出核的机制,我们构建了三个lncRNA报告基因GAS5,ANCR和998。显微注射结合RNA-FISH表明这些报告基因转录产物定位于细胞质中,敲低mRNA出核关键因子UAP56、Thoc2、TAP和Xab2同样抑制这些lncRNA转运出核。为了进一步鉴定lncRNA转运出核反式因子,我们利用Flp-In技术构建了诱导型过表达3’端带发夹结构的lncRNA稳转细胞株,利用MS2-MBP与发夹机构的高亲和力纯化了在细胞核与细胞质内形成的lncRNP,并通过质谱鉴定其中组份。通过siRNA敲低结合RNA-FISH结果筛选发现NPC复合物组份nup98、RAE1及EJC复合物组份eIF4A3特异性影响lncRNA出核,但对mRNA β-globin和GADD45的出核无明显影响。进一步筛选发现NPC复合物中近半组份以及EJC复合物核心组份敲低后显著抑制lncRNA出核,表明这两个复合物在lncRNA出核中发挥重要作用。我们通过ANCR与β-globin报告基因序列嵌合结合RNA-FISH,通过系列截短实验发现nup98敲低后特异性抑制ANCR出核是由ANCR第三外显子中一段316nt的序列介导的,删除这一序列后敲低nup98不再能将ANCR滞留于细胞核中,而插入这一序列使得nup98敲低后原本定位于细胞质中的β-globin发生显著核滞留,表明这段序列在天然和异源背景下均能发挥功能。此外,敲低EJC组份Y14导致包括GAS5在内的四种lncRNA在细胞核中富集,表明Y14参与了内源性lncRNA转运出核。我们也探讨了lncRNA MEG3核滞留机制,发现MEG3中存在核滞留序列NRE,它通过招募U1 snRNP中多个组份介导MEG3的核滞留。本项目揭示了lncRNA出核以及核滞留的重要机制。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
XAB2 depletion induces intron retention in POLR2A to impair global transcription and promote cellular senescence
XAB2 缺失会诱导 POLR2A 中的内含子保留,从而损害整体转录并促进细胞衰老
  • DOI:
    10.1093/nar/gkz532
  • 发表时间:
    2019-09-05
  • 期刊:
    NUCLEIC ACIDS RESEARCH
  • 影响因子:
    14.9
  • 作者:
    Hou, Shuai;Qu, Dajun;Lei, Haixin
  • 通讯作者:
    Lei, Haixin
Nuclear retention element recruits U1 snRNP components to restrain spliced lncRNAs in the nucleus
核保留元件招募 U1 snRNP 成分来抑制细胞核中剪接的 lncRNA
  • DOI:
    10.1080/15476286.2019.1620061
  • 发表时间:
    2019-08-03
  • 期刊:
    RNA BIOLOGY
  • 影响因子:
    4.1
  • 作者:
    Azam, Sikandar;Hou, Shuai;Lei, Haixin
  • 通讯作者:
    Lei, Haixin

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其他文献

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雷海新的其他基金

基于胞内circHIPK3 RNP纯化和鉴定探讨环状RNA转运出核机制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目
长链非编码RNA MEG3结合蛋白调控乳腺癌发生发展的分子机制及临床意义
  • 批准号:
    81472491
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    95.0 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

        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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