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组蛋白H3K9甲基化结合蛋白MPP8参与的蛋白-蛋白相互作用在肿瘤细胞上皮-间充质转化中的功能和机制研究

批准号:
31871284
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
孙立栋
依托单位:
学科分类:
遗传物质结构与功能
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
宗义强、章洁、李晓燕、李能、俞远东、许平伟、孙伟伟

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结项摘要

项目成果

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中文摘要
肿瘤转移是肿瘤致死的主要原因。上皮-间充质转化(EMT)被认为是肿瘤转移的重要机制之一,其需要上皮基因的失活。我们发现新的组蛋白H3K9甲基化结合蛋白MPP8对维持EMT表型有重要意义,它可结合E-钙粘蛋白启动子并招募DNA甲基化酶3A和组蛋白去乙酰化酶SIRT1致基因失活。为揭示MPP8基因靶向的机制,我们检测了MPP8和EMT相关转录因子的相互作用,发现其可结合ZEB1。我们以往也发现MPP8的K439受到乙酰化修饰并促进其泛素化-降解。为揭示K439乙酰化促进MPP8泛素化的机制,我们初步鉴定了与MPP8相互作用的E3泛素连接酶。我们希望深入研究MPP8参与的这些蛋白-蛋白相互作用及其生物学意义,以揭示:1)MPP8-ZEB1相互作用对MPP8基因特异性靶向以及ZEB1的生物学功能的贡献;2)K439乙酰化促进MPP8泛素化-降解的机制以及MPP8的E3泛素连接酶在EMT中的功能。
英文摘要
Metastasis is the leading cause to cancer-related mortality. Epithelial-Mesenchymal transition (EMT) is one of the mechanisms by which tumor cells gains high motile and metastatic capacity. At the molecular level, EMT requires silencing of epithelial genes. We identified MPP8, a novel H3K9me binding protein, is necessary for the maintenance of EMT phenotype. MPP8 can localize to the E-Cadherin gene promoter and further recruits DNA methyltransferase 3A as well as histone deacetylase SIRT1 to cause gene repression. In this study, to uncover the mechanism by which MPP8 targets to specific genes, we examined interaction between MPP8 and EMT-related transcription factors. We found MPP8 interacts with ZEB1. In previous study, we also found MPP8 Lysine-439 is subject to acetylation which leads to increased degradation of MPP8 protein through the ubiquitin-proteasome pathway. To uncover the mechanism by which K439 acetylation promotes MPP8 ubiquitination, we investigated the interaction between MPP8 and ubiquitin E3 ligases. We will further investigate the biological significance of abovementioned new protein-protein interaction involving MPP8. We hope to uncover 1) the contribution of MPP8-ZEB1 interaction to the gene-specific targeting of MPP8 and function of ZEB1; 2) the mechanism of K439Ac promoting ubiquitination-mediated degradation of MPP8 and the role of MPP8’s E3 ligase in EMT.
肿瘤转移是肿瘤致死的主要原因。上皮-间充质转化(EMT)被认为是肿瘤转移的重要机制之一, 其需要上皮基因的失活。在既往研究中,我们发现新的组蛋白H3K9甲基化结合蛋白MPP8对维持EMT表型有重要意义,它可结合E-钙粘蛋白启动子并招募DNA甲基化酶3A和组蛋白去乙酰化酶SIRT1致基因失活。我们围绕MPP8的相互作用蛋白开展探索性研究。为揭示MPP8 基因靶向的机制,我们检测了MPP8和EMT相关转录因子的相互作用,发现其可结合ZEB1。为了研究MPP8受到的调节机制,我们发现MPP8的439位赖氨酸受到乙酰化修饰并促进MPP8泛素化-降解。我们深入研究了ZEB1和MPP8结合所需要的结构域,及其对MPP8靶基因定位的影响,发现了介导二者结合必需的结构域,解析了这一结合对EMT的意义。我们对可能识别MPP8乙酰化并且调节其泛素化候选蛋白KAP1进行了验证,结果提示KAP1并不直接调节MPP8的蛋白稳定性和泛素化。既往报道KAP1可以和SETDB1结合,参与KRAB家族转录因子对靶基因的沉默。SETDB1是一个组蛋白H3的第9位赖氨酸的(H3K9)甲基转移酶。SETDB1和多种肿瘤的发生发展。我们发现MPP8可以和SETDB1结合。在我们的研究中,我们发现敲低SETDB1以后,肝癌细胞的增殖明显受到抑制、细胞死亡增加。我们检测发现细胞自噬的标记显著升高,伴随着细胞自噬通路核心基因表达水平的升高,而阻断自噬通路可以缓解细胞死亡。总之,我们在本项目中对MPP8相互作用蛋白进行了解析,发现了ZEB1和MPP8的结合、明晰了介导二者结合的结构域、解析了其对EMT的作用。我们还检测了部分可能调节MPP8泛素化的蛋白质对MPP8表达的影响。此外,我们对MPP8相互结合蛋白SETDB1在肝癌细胞中的功能进行了研究,发现SETDB1调节肝癌细胞的自噬、失去SETDB1可以导致细胞自噬性死亡。这些工作拓展和加深了我们对组蛋白甲基化结合蛋白MPP8的作用机制和调节机制的认识、加深了我们对肿瘤EMT和自噬调节的机理认识。
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
DOT1L O-GlcNAcylation promotes its protein stability and MLL-fusion leukemia cell proliferation
DOT1L O-GlcNAcylation 促进其蛋白质稳定性和 MLL 融合白血病细胞增殖
DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109739
发表时间: 2021-09-21
期刊: CELL REPORTS
影响因子: 8.8
作者: [Song, Tanjing, Zou, Qingli, Sun, Lidong]
通讯作者: Sun, Lidong
O-GlcNAcylation links oncogenic signals and cancer epigenetics.
O-GlcNAc 酰化将致癌信号与癌症表观遗传学联系起来
DOI: 10.1007/s12672-021-00450-5
发表时间: 2021-11-24
期刊: Discover oncology
影响因子: 2.2
作者: [Sun L, Lv S, Song T]
通讯作者: Song T
DOI: --
发表时间: 2021
期刊: 华中科技大学学报(医学版)
影响因子: --
作者: [刘海港, 孙立栋, 宋檀婧]
通讯作者: 宋檀婧
Versatile functions of RNA m6A machinery on chromatin.
RNA m6A 机制在染色质上的多功能功能
DOI: 10.1093/jmcb/mjac011
发表时间: 2022-07-08
期刊: Journal of molecular cell biology
影响因子: 5.5
作者: []
通讯作者:
8
    葡萄糖通过调节乙酰化识别蛋白BRD4促进乳腺癌恶性行为的机制和功能研究
    • 批准号:
      32371320
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      孙立栋
    • 依托单位:
    己糖胺生物合成途径调控组蛋白甲基化酶DOT1L蛋白水平的机制及功能研究
    • 批准号:
      32071296
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      58.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      孙立栋
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金