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U2HR突变致Marie Unna型遗传性稀毛症的分子机制研究
结题报告
批准号:
31801046
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
司锘
学科分类:
C0604.表型、行为与疾病的遗传学基础
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘宁、申育奇、孙阳、孟晓露
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中文摘要
Marie Unna遗传性稀毛症(MUHH)是一种常染色体显性遗传的先天性脱发,申请人所在课题组首次发现HR基因5’UTR区第二个上游开放读码框(uORF)U2HR突变可导致MUHH,但其具体分子生物学机制仍未阐明。项目前期发现U2HR在生理情况下具有可翻译性,且其对HR基因表达抑制的调控功能依赖其编码的氨基酸序列。我们推测U2HR可能通过核糖体阻滞机制行使对HR基因的表达抑制,其作用基础为U2HR编码的序列特异性小肽与核糖体蛋白之间的直接或间接相互作用,HR基因5’UTR中同时存在其他顺式元件协同作用,且阻滞效果受体内环境的精细调控。U2HR突变导致核糖体阻滞作用的丧失或减少,引起HR基因表达水平异常增高,导致MUHH。本项目将通过系列分子生物学实验验证以上假设,证明U2HR具有核糖体阻滞作用,发现协同U2HR调控的关键分子、蛋白和影响因素,揭示U2HR突变导致MUHH的分子生物学机制。
英文摘要
Marie Unna hereditary hypotrichosis (MUHH) is an autosomal dominant inherited hair disorder characterized by congenital alopecia. Our group first identified loss-of-function mutations of the second upstream open reading frame (termed U2HR) in the 5’UTR of the human HR gene cause MUHH, but the specific molecular mechanism remains unclear. We previously found U2HR could be potentially translated, and its inhibitory function on HR expression relies on the specific amino acids of its encoded small peptide. We speculated that the specific nascent peptide encoded by U2HR, either alone or in cooperation with co-factors, could interact with components of the ribosomal tunnel to regulate translation and inducing ribosome stalling, thus negatively regulate HR protein translation efficiency. Other cis-acting elements may be existed and cooperate with uORFs in 5’UTR of the HR gene, and U2HR-mediated translational control can be fine-tuned under different stress conditions. Mutations in U2HR could therefore result in aberrant HR protein levels by loss or weaken the ability of stalling ribosome and subsequently result in MUHH. The aims of the present study are to testify the above hypothesis through a series of molecular biological experiments, to provide the evidence of ribosome stalling by U2HR, to find the key cofactor and influence factors of U2HR regulation, to elucidate the specific molecular mechanism underlying U2HR mutation resulted MUHH.
Marie Unna遗传性稀毛症(MUHH)是一种常染色体显性遗传的先天性脱发,申请人所在课题组首次发现HR基因5’UTR区第二个上游开放读码框(uORF)U2HR突变可导致MUHH,但其具体分子生物学机制仍未阐明。项目前期发现U2HR在生理情况下具有可翻译性,且其对HR基因表达抑制的调控功能依赖其编码的氨基酸序列。我们推测U2HR可能通过核糖体阻滞机制行使对HR基因的表达抑制,其作用基础为U2HR编码的序列特异性小肽与核糖体蛋白之间的直接或间接相互作用,HR基因5’UTR中同时存在其他顺式元件协同作用,且阻滞效果受体内环境的精细调控。本项目通过体外翻译抑制实验发现HR基因5’UTR介导的核糖体阻滞主要发生在U1HR,而U2HR处的核糖体阻滞不明显。U1HR和U2HR之间存在复杂的二级结构,具有核糖体进入位点(IRES)功能。U2HR编码小肽可与核糖体组成蛋白存在协同作用,但并非是直接相互作用。多胺可能参与U2HR介导的HR基因的翻译调控。本研究丰富了HR基因5’UTR参与的翻译调控机制,发现可能协同U2HR调控的顺式元件、蛋白和影响因素,对认识uORF介导的翻译调控机制以及阐明5’UTR区突变导致遗传病的分子机制具有提示作用。
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
Clinical and genetic findings in patients with congenital cataract and heart diseases.
先天性白内障和心脏病患者的临床和遗传学发现
DOI:10.1186/s13023-021-01873-7
发表时间:2021-05-31
期刊:Orphanet journal of rare diseases
影响因子:3.7
作者:Li X;Si N;Song Z;Ren Y;Xiao W
通讯作者:Xiao W
De novo 22q11.2 deletions and auricular findings in two Chinese patients with microtia.
两名中国小耳症患者的从头 22q11.2 缺失和耳廓表现
DOI:10.1002/mgg3.1862
发表时间:2022-01
期刊:Molecular genetics & genomic medicine
影响因子:2
作者:Si N;Zhang Z;Huang X;Wang C;Guo P;Pan B;Jiang H
通讯作者:Jiang H
Generation of an induced pluripotent stem cell line from a congenital microtia patient with 4p16.1 microduplication involving the long-range enhancer of HMX1.
从先天性小耳畸形患者中产生诱导多能干细胞系,其具有涉及 HMX1 远程增强子的 4p16.1 微重复。
DOI:10.1016/j.scr.2021.102357
发表时间:2021-04
期刊:Stem cell research
影响因子:1.2
作者:Zeya Zhang;Xin Huang;Bo Pan;Nuo Si;Xiaolu Meng;Changchen Wang
通讯作者:Changchen Wang
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