N6-甲基腺苷结合蛋白YTHDF2相分离在砷诱导氧化应激中的作用和机制
批准号:
82073510
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
张遵真
依托单位:
学科分类:
环境卫生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张遵真
中文摘要
砷的健康危害是严重的公共卫生问题,表观遗传学的发展为砷毒性机制研究提供了新思路。研究显示RNA表观遗传修饰N6-甲基腺苷(m6A)参与调控砷诱导的氧化应激,但m6A精确调控砷诱导氧化应激的机制还远不清楚。最新研究发现:应激条件下多价m6A修饰驱动结合蛋白YTHDF2相分离,发生相分离的分子共同定位至应激颗粒,为探究细胞应激的精细调控带来了新见解。目前,人们仅探究了m6A驱动YTHDF2相分离的条件,而YTHDF2相分离的功能研究尚属空白。本项目以砷诱导氧化应激为切入点,首次研究m6A驱动的YTHDF2相分离在砷诱导氧化应激中的作用及机制,从相分离视角重新审视RNA表观遗传修饰m6A在砷诱导细胞氧化应激中的精细调控过程,揭示YTHDF2相分离在砷致氧化应激的生物学意义,并有望发现全新的氧化应激生物标志物。本研究的立项依据和学术思想来源于权威学术期刊最新线索,具有明显的创新性和重要的学术价值。
英文摘要
The health hazard of arsenic has become a serious public health problem and oxidative stress has been recognized as the main basis of arsenic toxicity. However, the precise regulation of oxidative stress induced by arsenic is not clear in the levels of epigenetics and subcellular components. The development of RNA epigenetics and the phase separation of biological macromolecules shed light on the new mechanisms of arsenic toxicity. It has been reported that N6-methyladenosine (m6A), the most abundant and reversible RNA posttranscriptional modifications, was involved in arsenite-induced oxidative stress. However, the detailed modulations of m6A-mediated oxidative stress induced by arsenite remain poorly understood. Recent studies showed that multivalent m6A-methylated RNAs promote phase separation of m6A binding protein YTHDF2 under stress states, and the molecules that undergoing the phase separation localize in stress granule altogether, opening a new avenue for the precise mechanisms of cell stress. So far, the studies of YTHDF2 phase mainly focus on the conditions of m6A-dependent YTHDF2 phase separation. However, there is no study showing the biological functions of YTHDF2 phase separation, particularly in the aspect of oxidative stress induced by arsenic. In this project, we propose to explore the functions and mechanisms of m6A-driven YTHDF2 phase separation in arsenite-induced oxidative stress. Our study will provide the first evidence that RNA epigenetic m6A modification-mediated phase separation plays a pivotal role in oxidative stress induced by arsenic. Also, the results will elucidate the biological significances of YTHDF2 phase separation in arsenite-induced oxidative stress, and find a novel biomarker of oxidative stress. The scientific ideas on the proposal come from the latest clues of the high impact journals, so our proposal is of great scientific value and highly innovative.
生物大分子相分离是近年来生物医学领域研究的前沿和热点,最新研究发现应激条件下多价m6A修饰驱动结合蛋白YTHDF2相分离,发生相分离的分子共同定位至应激颗粒。氧化应激是公认的砷毒作用的主要机制,而m6A驱动YTHDF2相分离在砷诱导氧化应激中是否发挥作用?这种作用通过何种机制得以实现?这些科学问题非常值得研究。本项目以砷诱导氧化应激为切入点,首次研究m6A驱动YTHDF2相分离在砷诱导氧化应激中的作用及机制。项目以砷的靶器官皮肤细胞建立YTHDF2高表达细胞株和相分离结构域突变的YTHDF2细胞株,采用荧光漂白恢复实验、m6A免疫共沉淀、YTHDF2免疫共沉淀等分子生物学试验,主要结果如下:(1)砷处理后YTHDF2表达水平升高,同时PIK3R2 mRNA上的m6A修饰增加。(2)YTHDF2通过识别m6A与携带m6A修饰的PIK3R2 mRNA结合,并在m6A的驱动下发生液液相分离。(3)YTHDF2液液相分离促进了YTHDF2蛋白介导的PIK3R2 mRNA降解,进而抑制PIK3R2调控的氧化应激关键信号通路PI3K-AKT通路的活性,从而促进氧化应激。项目首次从相分离视角重新审视了RNA表观遗传修饰m6A在砷诱导细胞氧化应激中的精细调控过程,揭示了YTHDF2相分离在砷导致氧化应激的生物学意义。.除了完成项目计划书中的内容,项目拓展了YTHDF2相分离在砷诱导细胞转化中的作用和机制研究,特别是YTHDF2相分离对肿瘤抑制因子PTEN和PIDD的调控作用。此外,课题组紧跟研究前沿,采用了最新的调控相分离的技术研究了动物体内相分离,而调控体内相分离的技术在项目申报时尚没有出现:即通过腺相关病毒技术构建了YTHDF2野生型和YTHDF2突变型C57BL/6J小鼠模型,研究了砷染毒对模型动物体内相分离的作用。总之,项目超额完成了计划内容,达到了预期目标。
N6-甲基腺苷通过P53信号通路参与砷诱导细胞恶性转化的机制研究
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批准号:81773380
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项目类别:面上项目
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资助金额:50.0万元
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批准年份:2017
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负责人:张遵真
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依托单位:
P53蛋白二阶段磷酸化修饰在砷"致癌与治癌"双重作用中的机制研究
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批准号:81372945
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2013
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负责人:张遵真
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依托单位:
Nrf2-AREs和NF-κB信号通路及其交互作用在低水平砷诱导细胞凋亡中的作用
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批准号:81172632
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2011
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负责人:张遵真
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依托单位:
DNA聚合酶β表达水平的改变在环境污染物遗传毒性中的作用
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批准号:30872079
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2008
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负责人:张遵真
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依托单位:
HOGG1低表达细胞株的建立及其在DNA氧化损伤与肺癌相关性中的研究
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批准号:30571535
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2005
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负责人:张遵真
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依托单位:
国内基金
海外基金