小RNA甲基转移酶HEN1在莱茵衣藻miRNA生物合成途径的作用机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31800300
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    娄素琳
  • 依托单位：
    深圳大学
  • 学科分类：
    C0208.植物资源保护与利用
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Methyltransferase HEN1 methylates the miRNA/miRNA* duplexes in the miRNA biosynthesis pathway, which helps maintain the stability of duplexes and helps prevent exonucleolytic degradation by uridylation. HEN1 has been extensively studied in higher multicellular organisms, however its biofunction and mechanism are not yet clear in unicellular eukaryotes at present. Our previous research showed Chlamydomonas HEN1 has a typical methyltransferase domain, which is very similar to the reported Arabidopsis AtHEN1. In addition, the miRNA expression is generally down-regulated in a Chlamydomonas loss-of-function mutant hen1. In this project, the miRNA methyltransferase activity of Chlamydomonas HEN1 will be verified in vitro. And the interaction between HEN1 and CrDCL3, DUS16 will be conducted using yeast two hybridization system. Moreover, the changes of the miRNA size, quantity and expression abundance of hen1 mutant will also be investigated, according to the miRNA sequencing analysis of hen1. Synergistically clarify the function and mechanism of Chlamydomonas HEN1 in the miRNA biosynthesis pathway, which are of great significance for revealing the origin and evolution of miRNA regulation system.
甲基转移酶HEN1在miRNA生物合成途径中通过甲基化修饰双链miRNA，保护其稳定而不被尿苷化降解。HEN1在高等多细胞生物中研究较多，而在低等单细胞生物中的具体功能及作用机制目前尚不清楚。申请者前期研究发现低等单细胞生物莱茵衣藻HEN1具有一个典型的甲基转移酶结构域，与已报道的高等植物拟南芥非常相似，还发现衣藻HEN1功能丧失型突变株hen1的miRNA表达普遍下调。本项目拟体外验证莱茵衣藻HEN1的甲基转移酶活性；利用酵母双杂交系统验证HEN1与miRNA合成途径重要蛋白CrDCL3、DUS16的相互作用；结合衣藻hen1突变体的miRNA测序分析，探知HEN1功能缺失后对衣藻miRNA大小、数量和表达丰度的影响，协同阐明HEN1在低等生物衣藻miRNA生物合成途径的功能及其作用机制。这对于揭示miRNA调控系统的起源和进化具有重要意义。

结项摘要

甲基转移酶HEN1在miRNA生物合成途径中通过甲基化修饰双链miRNA，保护其稳定而不被尿苷化降解。HEN1在高等多细胞生物中研究较多，而在低等单细胞生物中的具体功能及作用机制目前尚不清楚。前期研究生物信息学研究分析发现低等单细胞生物莱茵衣藻CrHEN1具有一个典型的甲基转移酶结构域，与已报道的高等植物拟南芥非常相似；此外CrHEN1还含有绿藻特有的功能结构域，核定位信号以及核输出信号。进化树分析发现CrHEN1与其它绿藻聚在一类，进化上比高等动植物早。miRNA组学分析发现莱茵衣藻CrHEN1功能丧失的突变株Crhen1中大量miRNA表达下调，进一步通过qRT-PCR和NorthernBlot分析验证了miRNA差异表达的真实性。通过体外β消除实验验证了莱茵衣藻CrHEN1具有甲基转移酶的活性。亚细胞定位实验表明CrHEN1主要定位于细胞核。体外ITC实验表明CrHEN1与DCL 3相互作用。功能互补实验表明CrHEN1不仅可回复衣藻Crhen1突变体表型，还可回复拟南芥Athen1突变体表型。由此说明CrHEN1负责甲基化修饰莱茵衣藻miRNA的功能，这对于揭示miRNA调控系统的起源和进化具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Short tandem target mimics inhibit Chlamydomonas reinhardtii microRNAs
短串联靶模拟物抑制莱茵衣藻 microRNA
  • DOI：
    10.1016/j.algal.2020.101824
  • 发表时间：
    2020-05
  • 期刊：
    Algal Research
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Ting Sun;Yuting Wang;Muhammad Anwar;Sulin Lou;Yanfeng Zeng;Hui Li;Zhangli Hu
  • 通讯作者：
    Zhangli Hu
Molecular cloning and functional characterization of CvLCYE, a key enzyme in lutein synthesis pathway in Chlorella vulgaris
小球藻叶黄素合成途径关键酶CvLCYE的分子克隆及功能表征
  • DOI：
    10.1016/j.algal.2021.102246
  • 发表时间：
    2021-03-01
  • 期刊：
    ALGAL RESEARCH-BIOMASS BIOFUELS AND BIOPRODUCTS
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Lou, Sulin;Lin, Xin;Hu, Zhangli
  • 通讯作者：
    Hu, Zhangli
Mechanisms of microRNA-mediated gene regulation in unicellular model alga Chlamydomonas reinhardtii.
单细胞模型藻类莱茵衣藻 microRNA 介导的基因调控机制
  • DOI：
    10.1186/s13068-018-1249-y
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Biotechnology for biofuels
  • 影响因子：
    6.3
  • 作者：
    Lou S;Sun T;Li H;Hu Z
  • 通讯作者：
    Hu Z
莱茵衣藻CrDRBs基因的克隆和生物信息学分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    深圳大学学报(理工版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    娄素琳;林鑫;黄思敏;李辉;胡章立
  • 通讯作者：
    胡章立
莱茵衣藻响应缺硫的环状RNA的预测与鉴定
  • DOI：
    10.3724/sp.j.1249.2020.03221
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    深圳大学学报(理工版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    候恺玥;娄素琳;曾志勇;胡章立;李辉
  • 通讯作者：
    李辉

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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

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          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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