微小染色体维持蛋白在NF-κB转录活性调节中的作用及分子机制
批准号:
32071409
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
邓志会
依托单位:
学科分类:
前沿技术基础理论
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓志会
中文摘要
微小染色体维持蛋白(minichromosome maintenance,MCMs)是真核生物中普遍存在的DNA复制解旋酶,在精确的DNA复制调控中发挥关键性作用。染色质上装载大量的MCMs,并分布在远离复制起点的位置,但是其生物学功能还不清楚。在前期工作中,我们发现MCMs与NF-κB相互作用,敲低MCMs显著性地降低NF-κB靶基因的诱导转录。这些结果初步验证了我们提出的“MCMs是重要的NF-κB调节蛋白”的研究假设。本项目将采取分子生物学及细胞生物学等方法,主要研究以下内容:1)探究MCMs在NF-κB转录活性调节中的作用;2)通过验证科学假说,在基因转录起始、延伸和R-loop形成等方面,阐明MCMs调节NF-κB转录活性的分子机制;3)探讨MCMs和FAM21在NF-κB转录调控中的作用关系。本研究对深入了解MCMs在细胞内功能、NF-κB精细复杂调控网络具有重要的科学意义。
英文摘要
Minichromosome maintenance proteins (MCMs) are ubiquitous DNA replication helicases in eukaryotes, and play a central role in the precise regulation of DNA replication. MCM proteins are loaded in excess onto chromatin and distributed on the locations from the replication origins, but their biological function is not clear yet. Our preliminary results shown that MCMs interact with NF-κB, and knockdown of the MCMs dramatically reduces inducible gene transcription of NF-κB targets. These funding have preliminarily verified our research hypothesis that MCMs are important regulatory proteins of NF-κB. This project will use molecular and cellular biochemical methods to describe several key points as follow. Firstly, explore the roles of MCMs in regulation of the NF-κB transcriptional activity. Secondly, by validating the scientific hypothesis, elucidate the molecular mechanism by which MCMs regulate NF-κB transcriptional activity in terms of gene transcription initiation, extension, and R-loop formation. Finally, study on the relationship between MCMs and FAM21 in regulating NF-κB transcriptional activation. This work is of important scientific significance for giving us deep insights into cellular function of MCMs and fine-tuned regulatory network of NF-κB.
微小染色体维持(minichromosome maintenance,MCM)蛋白2-7是真核生物中普遍存在的DNA复制解旋酶,在精确的DNA复制调控中发挥关键性作用。染色质上装载远超过正常DNA复制的大量MCM蛋白,但是其生物学功能还不清楚。在前期工作基础上,本项目主要的研究内容:进一步验证MCM蛋白与转录因子NF-κB的相互作用;探究MCM蛋白在NF-κB转录活性调节中的作用;通过分析基因转录起始、延伸和R-loop形成等,阐明MCM蛋白调节NF-κB转录活性的分子机制。利用慢病毒介导的shRNA以及CRISPR/Cas9等技术,在人宫颈癌HeLa细胞、人胰腺癌PANC-1细胞中建立了多个MCM基因沉默和敲除细胞系,发现MCM蛋白能够促进肿瘤细胞的增殖、迁移能力,维持基因组稳定。同时,在TNFα激活NF-κB后,MCM蛋白与NF-κB蛋白p65相互作用明显增强,MCM缺失显著性地降低NF-κB靶基因的转录以及NF-κB依赖的转录活化,但不影响NF-κB蛋白的细胞核移位和表达。更为重要的是,MCM蛋白与NF-κB靶基因启动子区DNA结合,并在NF-κB活化后显著增强,沉默p65明显抑制MCM蛋白在NF-κB靶基因启动子区的募集;同时,MCM蛋白缺失也抑制p65和RNA聚合酶II在NF-κB靶基因启动子区形成转录起始复合物,提示MCM蛋白促进基因转录的起始。此外,MCM蛋白和RNA聚合酶II一起与NF-κB靶基因体内部DNA结合,缺失MCM蛋白降低RNA聚合酶II和磷酸化的RNA聚合酶II在NF-κB靶基因体内部的募集,提示MCM蛋白促进RNA转录的延伸。然而,MCM蛋白缺失并没有显著性地影响R-loop的形成。综上,MCM蛋白与转录因子NF-κB相互作用通过转录起始和延伸调节NF-κB靶基因的转录;并且,MCM蛋白与肿瘤细胞的生物学特征密切相关。本研究对深入了解MCM蛋白在基因转录调节中的作用、NF-κB精细复杂调控网络具有重要的科学意义。
国内基金
海外基金