DUX4和DUX4-IGH的结构和功能研究

批准号:
31800642
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
武海燕
依托单位:
学科分类:
C0502.分子生物物理
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
焦波、王鹏然、张浩、董雪、陈志明
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
DUX4作为转录因子,其异常表达会引起肌营养不良症的发生。而其参与的染色体易位产生的DUX4-IGH,会引起B急性淋巴细胞白血病的发生,这是新发现的一类融合基因。我们近期解析出DUX4的HD2结构域及其与DNA复合物的结构,并证明DUX4 N端的2个HD结构域在DUX4-IGH与靶基因的识别与转录激活中都发挥着重要的作用(Leukemia, 2018)。但DUX4的C端结构域(CTD)的结构和功能尚不清楚,需要进一步的研究。本项目旨在通过解析CTD结构域的晶体结构并结合分子、生化、细胞生物学方法,探究其在DUX4和DUX4-IGH对靶基因转录调控中的功能和作用,进一步阐明DUX4-IGH在白血病发病中的作用机制。以此为基础,借鉴我们近期在急性早幼粒细胞白血病中靶向癌蛋白结构治疗白血病的研究思路(Nature Communications,2018),促进转化医学的探索,改善白血病的治疗。
英文摘要
Abnormal overexpression of wild type DUX4 is often associated with human disease known as facioscapulohumeral muscular dystrophy (FSHD). In leukemia, it has been recently shown, by our lab and other research groups, that oncogenic fusion DUX4-IGH, derived from chromosomal translocation, can cause B-cell acute lymphoblastic leukemia (B-ALL). Very recently, we have determined the crystal structures of Apo- and DNA-bound DUX4-HD2 domain. Further supported by biophysical/molecular/cellular observations, we proposed an important role of DUX4-DNA recognition step in leukemogenesis(Leukemia, 2018). In this proposal, we will build on our previous success and continue to determine the bigger fragments of WT DUX4, DUX4/IGH, full length protein and their DNA-bound derivatives. After the structures of DUX4 and DUX4/IGH are obtained, we propose to verify its functions through molecular, biochemical and cellular characterization. The multidisciplinary approach will not only advance our understanding these oncogneic drivers, but also extend our knowledge towards translation application as attested by our recent success in acute promyelocytic leukemia(Nature Communications,2018).
通过对1.6Å高分辨率的DUX4与其下游基因ERG的复合物结构的解析,我们弄清楚了DUX4的Homebox(HD)结构域与来自B-ALL的内源性基因ERG是如何结合的。结合结构信息和白血病病人的ChIP-seq数据挖掘我们创新性地提出了一种DUX4/IGH识别DNA的新机制:即除了TAAT结合位点外,DUX4的HD结构域还可以与GAT重复序列结合。并通过双荧光素酶报告基因实验中验证了该观点。同时我们还发现DUX4是唯一可以同时识别GAT repeat,TAAT repeat和TGAT/TAAT chimeric repeat的homeobox。为了更加深入的揭示该类白血病的分子发病机制,我们解析了DUX41-150 蛋白与 DNAERG的复合物的结构。通过结构分析发现,HD1-HD2之间的linker是介导DUX4二聚和开放构象形成的基础,并通过进一步的小角衍射实验和超速分析离心验证了结构的准确性,证明了DUX4与DNA 的动态结合的生理机制。进一步对关键位点的氨基酸进行突变验证linker区域有些位点单突变会严重影响DUX4/IGH的转录激活和于ERGalt的产生。同时也间接表明linker区域多样化的功能可能对DUX4/IGH的致癌活性十分关键。我们还发现DUX4/IGH与DNA复合物通过交联构象将RAG1/2募集到DRE-DRE位点,进而催化白血病中的V(D)J -like的切割/重组和致癌剪接,是其下游靶基因异常转录本产生的原因。这进一步加深了我们对于这类白血病的认识,对于未来的临床转化和治疗提供了新的方向。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
B1 oligomerization regulates PML nuclear body biogenesis and leukemogenesis
B1 寡聚化调节 PML 核体生物发生和白血病发生
DOI:10.1038/s41467-019-11746-0
发表时间:2019-08-22
期刊:NATURE COMMUNICATIONS
影响因子:16.6
作者:Li, Yuwen;Ma, Xiaodan;Meng, Guoyu
通讯作者:Meng, Guoyu
How BamA recruits OMP substrates via poly-POTRAs domain
BamA 如何通过聚 POTRA 结构域招募 OMP 底物
DOI:10.1096/fj.201900681rr
发表时间:2019
期刊:The FASEB Journal
影响因子:--
作者:Ma Xiaodan;Wang Qianqian;Li Yuwen;Tan Pan;Wu Haiyan;Wang Pengran;Dong Xue;Hong Liang;Meng Guoyu
通讯作者:Meng Guoyu
国内基金
海外基金
