利用单碱基分辨率的新生RNA测序法探究G4解旋酶DHX36在癌症中的转录调控功能
批准号:
21907079
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
陈玉琪
依托单位:
学科分类:
B0702.生物分子的化学生物学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
DHX36是一种具有转录调控功能的G四链体(G4)解旋酶,它能通过解旋基因中的G4结构促进基因转录。DHX36是HeLa细胞裂解液中G4解旋活性最主要的来源,其G4解旋活性远远高于其双链解旋活性。因此解旋G4被认为是DHX36的主要功能。然而,该结论并没有在体内鉴定过。此外,DHX36在大多数乳腺癌和30%的肺癌中高表达,说明DHX36对癌症的发生发展有贡献。一些研究报道DHX36能够激活癌基因,但DHX36的潜在致癌机制还缺乏全面、深入地研究。.为了探讨上述两个问题,本项目将采用先进的单碱基分辨率的新生RNA测序法,在全转录组中分析DHX36在乳腺癌细胞内的直接靶基因。在此结论的基础上进一步验证DHX36的DNA G4结合位点,并分析DHX36通过解旋G4调控了哪些癌基因的表达。通过以上研究,申请人将鉴定解旋G4是否为DHX36体内的主要功能,并阐释DHX36、G4及癌症三者的关系。
英文摘要
DHX36 protein is a G-quadruplex (G4) helicase, it can promote gene transcription by resolving G4 structure in genes. In this way, DHX36 is a transcriptional regulator. DHX36 is the major source of G4-DNA resolving activity in HeLa cell lysates, and its G4-resolving activity is much higher than its dsDNA-resolving activity. Therefore, resolving G4 is considered to be the main function of DHX36. However, this conclusion has not been identified in vivo. In addition, DHX36 is highly expressed in most breast cancers and 30% of lung cancers, suggesting that DHX36 contributes to the development of cancer. Some studies have reported that DHX36 can activate the transcription of oncogenes, but there still lack comprehensive and in-depth studies of the potential carcinogenic mechanisms of DHX36.. In order to study the above two issues, this project will use the base-esolution nascent-RNA sequencing technology to analyze DHX36's direct target genes in breast cancer cells at transcriptome-scale. Based on this result, we will further seek the DNA G4 binding site of DHX36 in breast cancer cells, and analyze the expression of which oncogenes in breat cancer cells is regulated by G4-resolving DHX36. Through the above research, we will identify whether resolving G4 is the main function of DHX36 in vivo, and illucidate the relationship between DHX36, G4 and cancer.
研究表明,DHX36存在调控转录的功能,并且体外具有比解旋双链DNA更强的解旋G四链体的活性。但是在体内DHX36具体的结合位点、调控的基因位点和G4结构之间问题研究较少,而且该蛋白是否存在体内解旋G4的功能,并是否借此来调控转录的问题并没有被系统探究过。为了深入研究这个科学问题,我们首先通过CUT&TAG测序方法确定了DHX36在基因组上的结合位点,确定DHX36在细胞内结合靶点中含高比例G4序列。其次,为了完成快速蛋白降解AID系统,我们利用CRISPR Cas9基因编辑技术向研究的对象癌细胞内插入所需的AtAFB2和miniIAA7序列,通过抗生素筛选和流式细胞仪荧光筛选获得纯合稳定cas9编辑的细胞系。最后借助AMUC-seq新生RNA化学测序方法对DHX36蛋白AID系统快速敲除前后转录组转录变化的对比,找到了DHX36具体调控的基因。对DHX36结合位点、调控基因和G4位点进行综合分析,发现在DHX36结合位点中,DHX36调控的基因富含G4位点。我们又从中选取了3个癌症相关基因的具体G4序列,通过体外验证了该序列核酸链可形成稳定G4结构。利用表达纯化的DHX36重组蛋白,我们还验证DHX36能够结合并解旋这三个G4结构。DHX36被发现有很强的G4解旋能力,但主要局限于体外研究,该项目的研究成果能够推动对体内DHX36与G4相互作用及其相互作用介导的生物功能的认识。
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