拟南芥中WRKY31转录因子的转录活性与互作蛋白分析

为深化对AtWRKY基因家族中功能尚未被报道成员的认识,探究拟南芥中WRKY转录因子基因在非生物逆境响应中的作用与可能的机制,通过对AtWRKY31进行亚细胞定位以及转录活性分析,并利用qRT-PCR检测AtWRKY31在不同逆境处理1、3和12 h后的表达变化,通过酵母双杂交(Y2H)和双分子荧光互补(BiFC)对其互作蛋白进行了筛选与验证。发现AtWRKY31定位于细胞核,具有转录抑制作用,且表达受热害、低钾、低氮等处理显著的抑制。此外,发现WRKY31可以与WRKY31、WRKY6和WRKY42在体内发生互作。拟南芥WRKY31作为一个转录抑制子,可能通过与WRKY6和WRKY42转录因子互作来参与调控对一些非生物逆境的应答。     

增强子RNA的功能特性及其在人类疾病中的重要调控作用

增强子是基因组上一段可以被转录调控蛋白识别并结合的区域,作为顺式调控元件和启动子共同参与基因转录过程。增强子在激活状态下,打开局部染色质并暴露DNA基序以吸引转录因子,从而进一步招募RNA聚合酶产生一类非编码RNA,即增强子RNA(enhancer RNA,eRNA)。eRNA可促进增强子与启动子特异性染色质远程互作参与基因转录调节,或与转录因子等调控蛋白结合促进基因转录,具有多样的功能和调控机制,从而在细胞的发育和分化、疾病发生发展等众多生物过程中起重要作用。该文就e RNA特性、功能、鉴定、数据库资源,以及eRNA在人类神经系统疾病、癌症、免疫代谢类疾病、心血管疾病等中的功能作用研究进展作一系统综述,探讨eRNA的未来研究方向,及在疾病中作为潜在治疗靶点的可能及目前存在的挑战。     

水稻转录因子WRKY42的转录、表达及其与W-box的结合特征分析

WRKY是植物中最大的转录因子家族之一.本文对水稻WRKY42基因的转录分析发现,该基因在水稻苗期和花药中转录,其蛋白质可在各时期的叶片中检测到.在Xa21介导的抗白叶枯病过程中,接菌后期可检测到明显的诱导表达条带,比较其在抗、感和对照反应中的表达丰度发现,在抗、感反应中的表达相似但均明显大于对照反应,推测WRKY42蛋白质在水稻-白叶枯病菌互作反应中发挥作用.我们克隆并在细菌中表达了WRKY42蛋白质,采用微量热泳动(microscale thermophoresis)技术,调查了WRKY42与病程相关基因PR1a和PR1b启动子区顺式元件W-box的互作,发现它们之间可发生特异结合,其解离常数分别为73.3μmol/L和58.3μmol/L.上述数据提供了WRKY42调控下游基因的直接证据,支持WRKY42在水稻抗病过程中发挥作用.文章提出了WRKY转录因子在水稻与白叶枯病菌互作过程中的作用模式.     

DBC1的蛋白质结构与生物学功能的研究进展

乳腺癌缺失因子1(deleted in breast cancer 1,DBC1)编码一个含有多个功能结构域的核蛋白,能够与染色质修饰蛋白、核受体等多种蛋白互作,参与调节基因转录与信号转导,在代谢、衰老、炎症和肿瘤等方面发挥重要作用。现从蛋白质结构与功能、互作蛋白与信号途径、肿瘤表达谱等3个方面对DBC1的研究进展进行简要阐述。     

与花球发生相关的BoCAL和BoAP1互作因子的筛选

CAL(CAULIFLOWER)基因与AP1(APETALA1)基因都是控制花分生组织发育的基因,二者都属于MADS-box转录因子编码基因,在拟南芥中,它们同时突变时会使花分生组织保持花序分生组织的无限分生特性,大量增生分生组织结构,形成花球表型。而花椰菜(Brasscia oleracea L.var.botrytis)中BobCAL基因单突变就能形成花球,显然两个物种中CAL的功能可能不同。为了研究芸苔属植物中CAL和AP1同源蛋白的功能,尤其是在花球形成方面的调控作用,我们利用酵母双杂交方法对拟南芥中结球甘蓝(B.oleracea vat capitata L.)BoCAL的互作因子进行了筛选。与BoCAL互作较强的四类蛋白,分别涉及蛋白质的磷酸化和去磷酸化、蛋白质的修饰、蛋白质的结合位点等,它们分别与转录调控途径及信号转导途径有着密切的联系,这些因子的获得为BoCAL作用机制研究提供了线索。我们同时检测了部分BoCAL的互作因子和BoAP1之间的互作关系以及部分已知的MADS盒转录因子分别与BoCAL和BoAP1的互作,结果表明BoCAL特异性地与SnRKβ2互作,BoCAL、BoAP1和拟南芥中同源蛋白都能与SVP互作,但与拟南芥中同源蛋白不同的是,BoCAL、BoAP1与FLM、SOC1(SUPPRESSOR OF CO OVEREXPRESSION 1)和AGL24(AGAMOUS-LIKE24)作用很弱或不能互作,暗示BoCAL和BoAP1与拟南芥中同源蛋白功能上是不同的。     

细胞命运转化中的染色质重塑及其表观遗传调控机制

染色质重塑是重要的表观遗传调控机制,参与调控许多重要生物过程,但细胞命运转化中染色质变化模式及其调控机制并不清楚。围绕这一问题,江赐忠和高绍荣实验室研究了小鼠体细胞重编程及人胚胎干细胞(ESC)定向分化成神经外胚层细胞(NEC)中染色质重塑及其作用机制,取得一系列前沿性进展:揭示体细胞重编程中发生精确的核小体重塑,使之获得与ESC没有差别的染色质结构;绘制体细胞重编程中核心全能性转录因子Oct4的动态结合靶点与关键组蛋白修饰变化的分子路线图,及其两者互作对全能性获得与维持的调控机制;发现人ESC向NEC分化中,紧挨转录起始位点上游的核小体缺失区发生核小体丢失,激活NEC相关基因,组蛋白乙酰基转移酶KAT2B增加H3K9ac信号来招募转录因子Sox2结合到NEC特异靶点激活靶点基因,促进NEC分化。这些成果极大提高人们对细胞命运转化中染色质重塑及其表观遗传调控机制的认识。     

高迁移率族蛋白与真核基因表达调控

高迁移率族蛋白 (high mobility group protein , HMG) 是一系列的染色质相关蛋白,广泛存在于真核生物细胞中,含量丰富,因其在聚丙烯酰胺凝胶电泳中的高迁移率而得名 . HMG 蛋白家族可分为 HMGB 、 HMGA 和 HMGN 三类亚家族,各亚家族有其特征的结构域,这些结构域介导了 HMG 和 DNA 或染色质相关区域的相互作用 . 现已发现这些蛋白质具有多种重要生物学功能,其中几乎所有 HMG 都可以通过修饰、弯曲或改变染色质 /DNA 的结构,促进各种蛋白质因子形成大分子复合物来调节基因转录 .     

ZNF143调控基因表达的机理

ZNF143(zinc finger protein 143)是由7个锌指结构组成的C2H2型转录因子,其在绝大多数脊椎动物的不同组织、细胞中广泛表达。但通常情况下,ZNF143在癌组织、胚胎发育过程中的表达高于正常组织。研究发现,ZNF143主要通过参与编码和非编码基因的激活,从而在细胞周期、细胞增殖与分裂等细胞活动中发挥重要作用。更为重要的是,近几年研究表明,ZNF143通过与其他调控蛋白质形成转录起始复合物来介导远距离染色质的相互作用,从而参与染色质结构的形成,推测其在细胞身份及命运决定中发挥重要功能。此外,由于ZNF143的表达异常往往伴随着肿瘤的发生,因此,近些年针对ZNF143来设计药物靶点的研究也取得了一定的进展。     

FHL2调控人和动物生殖的研究进展

FHL2是FHL家族成员之一,可作为辅助因子与80余种蛋白质互作。FHL2在哺乳动物卵巢和睾丸中均有表达,通过与转录因子WT-1互作参与动物早期性腺分化,并可能通过与SMAD、TGFβ和WNT等信号通路互作,调控卵巢抑制素α亚基基因(INHA)和P450scc的表达,影响卵泡发育和排卵。FHL2表达异常与多种癌症发生相关,包括乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌和前列腺癌等。进一步开展对FHL2基因的研究,有助于阐明动物生殖调控和相关癌症发病机制,对辅助生殖技术、提高动物繁殖力的新技术和抗癌药物的研发具有积极推动作用。