SND1蛋白与HuR蛋白相互结合作用

人源SND1(staphylococcal nuclease domain containing 1)蛋白由N端的SN(staphylococcal nucleases)结构域和C端的TSN(Tudor-SN5)结构域组成,其中SN结构域又包含SN1~SN4四个重复的功能片段.本课题组前期研究结果表明,SND1蛋白可以通过SN结构域与G3BP(Ras-GAP SH3 domain-binding protein)蛋白相互结合,共同参与细胞应激颗粒(stress granules,SGs)的形成.SGs是真核细胞在受到氧化应激、病毒感染等外界刺激时在胞浆内形成的与RNA代谢相关的颗粒状结构.对于SGs的成分鉴定及相互作用的分析一直是学者们研究的热点.本研究中,免疫共沉淀实验结果表明,以抗SND1抗体可以共沉淀出HeLa细胞内另一个重要的应激相关人类抗原R(human antigen R,HuR)蛋白.另外,利用脂质体转染法将pcDNA3-FLAG-HuR重组质粒瞬时转染入HeLa细胞,成功过表达外源性的FLAG-HuR融合蛋白,再以抗FLAG标签抗体又可以反向共沉淀出内源性SND1蛋白,证明SND1与HuR之间存在蛋白质间的相互结合作用.细胞免疫荧光实验结果表明,当给予HeLa细胞0.5 mmol/L亚砷酸钠氧化应激时,SND1与HuR蛋白共同定位于胞浆中的SGs结构中.GST-pulldown实验结果进一步表明截短的SN结构域可以结合HuR蛋白,其中以SN1功能片段的结合能力最强,表明SND1蛋白是通过SN结构域与HuR蛋白形成应激复合物,参与SGs的胞浆组装.并不定位于SGs的TSN结构域亦可结合HuR蛋白,提示SND1-HuR的蛋白相互作用可能并不局限于SGs,具有其它方面的功能意义.     

RNA结合蛋白HuR的研究进展

RNA结合蛋白HuR是胚胎致死性异常视觉基因(embryonic lethal abnormal vision gene,ELAVL)的蛋白质产物,在人体细胞中普遍表达.近年来,多项研究发现,HuR主要发挥稳定靶mRNA、促进靶mRNA翻译的作用,该生物学功能受HuR自身调节、转录后调控、翻译后修饰等多个水平的共同调控...     

核蛋白MARVELD1与核质转运受体蛋白Importin β1相互作用的鉴定

核蛋白MARVELD1（MARVEL domain containing 1）是一个在多种肿瘤中表达下调的肿瘤相关基因. 为寻找其相互作用分子,构建pGEX-4T-2/MARVELD1重组体并在大肠杆菌中成功表达GST-MARVELD1融合蛋白. 采用GST pull-down 结合LC-MS/MS（液相色谱-串联质谱）的方法对MARVELD1蛋白的相互作用分子进行筛选,发现了16个与MARVELD1相互结合的蛋白. 进一步的免疫共沉淀实验证实, MARVELD1与核质转运受体蛋白importin β1能够相互作用,说明MARVELD1可能参与了importin β1的部分生物学作用, 或是它通过与importin β1结合而进入细胞核. 研究结果为进一步分析MARVELD1和importin β1的生物学功能奠定了基础.     

活细胞内以光漂白荧光损失(FLIP)技术分析HuR蛋白的应激动力学行为

人类抗原R(human antigen R,HuR)是一种多功能RNA结合蛋白,参与细胞应激颗粒(stress granules,SGs)的构成。SGs是细胞在受到外界环境刺激时在胞浆中形成的颗粒状结构。该研究是利用光漂白荧光损失(fl uorescence loss in photobleaching,FLIP)技术对活细胞内的HuR蛋白颗粒进行应激动力学分析。首先,利用脂质体将RFP-HuR重组质粒瞬时转染入HeLa细胞,以Western blot和细胞免疫荧光实验确定是否实现对于HuR蛋白的红色荧光蛋白(red fl uorecent protein,RFP)标记;然后以405 nm激光束脉冲式重复光漂白HuR应激颗粒,分别监测同一漂白细胞内的其他HuR颗粒以及核内荧光信号,并以邻近的未漂白细胞作为对照组。实验结果表明,转染重组质粒后可有效表达RFP-HuR融合蛋白,且与SGs标记蛋白G3BP存在共定位关系。在第一个光漂白循环,漂白区荧光密度便从2 500 a.u.降低至0 a.u.;而经过约12个漂白循环(240 s)后,邻近HuR颗粒的荧光密度从漂白前的1 800 a.u.左右降低并维持在200 a.u.左右,表明活细胞内的HuR颗粒呈现高度的动态性;而胞核区荧光密度亦从4 400 a.u.降低至2 000 a.u.左右,表明HuR蛋白是一种核浆穿梭蛋白,在SGs、胞浆及胞核之间存在一定的动态平衡。利用FLIP技术可以分析并比较SGs不同成分的应激动力学属性,有助于进行SGs相关临床疾病的分子机制探讨。     

白血病相关蛋白16与角蛋白18相互作用的鉴定

目的：验证白血病相关蛋白（LRP）16与角蛋白（KRT）家族成员KRT18之间的相互作用关系。方法：PCR扩增KRT18及其结构域缺失体基因片段,构建KRT18全长及其结构域真核表达载体,通过体外GST pull down实验和体内免疫共沉淀实验验证LRP16/KRT18的相互作用,并鉴定其作用的结构域。结果：构建了KRT18及其结构域重组子,GST pull down实验证明LRP16与KRT18在体外存在相互作用,它们的特异结合区域位于KRT18的C端,KRT18能够与LRP16的C端结构域相互作用;免疫共沉淀实验表明内源性LRP16与KRT18的C端在体内存在特异结合。结论：KRT18与LRP16存在相互作用,为进一步研究KRT18影响LRP16的亚细胞分布及调控LRP16核功能执行的作用机制奠定了基础。     

SND1转基因小鼠的构建

目的:构建 SND1 过表达的转基因小鼠模型。方法:利用对小鼠 SND1 基因转录本构建 SND1 过表达载体pInsulator-CAG-3×FLAG-SND1,利用受精卵原核注射技术,将外源线性pInsulator-CAG-3×FLAG-SND1转基因载体注射到受精卵细胞核内,将存活受精卵进行胚胎移植制备 SND1 转基因小鼠,用PCR、RT-PCR技术鉴定转基因小鼠是否构建成功。结果:成功构建过表达 SND1 基因的转基因小鼠模型,为进一步研究 SND1 基因在动物体内的生物学功能奠定基础。     

利用酵母双杂交技术筛选与hPOT1相互作用的新蛋白

目的:利用酵母双杂交系统筛选与人POT1(human protection of telomeres 1,hPOT1)相互作用的蛋白。方法:以hPOT1的300～634氨基酸片段为诱饵,在人乳腺cDNA文库中筛选能与hPOT1相互作用的蛋白质;运用营养缺陷型培养基和X-α-Gal实验排除假阳性,并对阳性克隆进行序列测定和比对。结果:经过酵母双杂交筛选,发现7个与hPOT1相互作用的蛋白;选取NM23B与hPOT1通过GST-pull down和免疫共沉淀进行进一步的验证,结果证明它们确实存在相互作用。结论:hPOT1能与NM23B发生相互作用,在此实验基础上可以进一步研究NM23B与hPOT1相互作用的生物学意义。     

PML coiled-coil结构域与RAN结合蛋白9相互作用的验证

目的验证前髓细胞性白血病的卷曲螺旋结构域（PML—C）和RAN结合蛋白9（RANBP9）之间的相互作用。方法构建分别表达诱饵蛋白PML—C和靶蛋白RANBP9的载体pGBKT7-PML-C和pACT2-RANBP9,然后转人酵母AH109,培养3～5d后对其是否有胞内相互作用进行检测。将目的片断PML-C和RANBP9再次构建于真核生物表达载体pCMV—HA和pCMV—myc里,然后共转染人胚肾293细胞里（HEK293）,最后对其是否有体外相互作用通过免疫共沉淀和免疫印迹进行分析。结果在共转化了质粒pGBKT7-PML—C和pACT2-RANBP9的AH109酵母平板里观察到蓝色菌落生长。用抗HA多克隆抗体对共转染过重组质粒的HEK293细胞的蛋白提取物进行免疫共沉淀,再用抗myc单克隆抗体作为一抗进行免疫印迹,最终检测出融合蛋白myc—RANBP9条带。结论酵母双杂交实验验证了PML—C和RANBP9之间存在胞内相互作用,同时免疫共沉淀实验也从体外验证了它们之间的相互作用。     

CHK1相互作用蛋白的筛选

将CHK1基因克隆入酵母双杂交载体中,转化入酵母菌AH109,将转化有CHK1基因的酵母菌AH109培养并再转化人前列腺cDNA库质粒,检测报告基因的表达情况,筛选与CHK1相互作用的蛋白。共转化子中有4个β-半乳糖苷酶活性分析和α-半乳糖苷酶活性分析结果为阳性的克隆,但测序结果其中有2个克隆为相同序列。本实验筛选到3个与CHK1相互作用的蛋白,此结果为进一步研究与CHK1相互作用的蛋白奠定了基础。     

端粒蛋白TRF1与肌动蛋白结合蛋白PFN2相互作用的鉴定

目的:鉴定端粒蛋白TRF1和肌动蛋白结合蛋白PFN2是否存在相互作用,并且两者的相互作用是否与端粒在细胞核周的锚定有关。方法:将TRF1构建到myc标签载体,PFN2构建到GST标签载体,采用GST-pull down技术,验证两者是否存在相互作用;同时将TRF1构建到EGFP标签的绿色荧光载体,PFN2构建到RED标签的红色荧光载体,两者共转入细胞,利用荧光显微镜观察两者在细胞中的共定位情况。结果:GST-pull down证明TRF1与PFN2存在直接相互作用,两者在细胞中可以共定位。结论:TRF1与PFN2存在相互作用,且这种相互作用发生在细胞核周。     

基因前定点敲入FLAG标签表达的FLAG-SND1蛋白参与胞内应激颗粒的形成

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 nuclease) 基因编辑技术是近年来新兴的一种可以实现基因特异性敲除和敲入的技术。本文利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将3×FLAG标签定点敲入HeLa细胞SND1基因前方,使细胞内源性表达的SND1蛋白带有3×FLAG标签,并观察SND1与应激颗粒及加工体的定位情况。设计针对SND1基因起始密码子ATG附近的sgRNA,以px459为表达载体,构建出重组真核表达质粒。设计含有3×FLAG及待插入位置上下游150 bp同源臂的序列,经公司合成获得重组质粒。将2个质粒共同转染HeLa细胞,使用嘌呤霉素筛选阳性细胞,挑取单克隆后培养。Western 印迹表明,细胞表达3×FLAG-SND1融合蛋白质。提取细胞基因组DNA进行测序。测序无误获得稳定株后,用流式细胞术检测细胞周期和凋亡,发现与WT细胞相比无显著性差异。同时,使用0.5 mmol/L亚砷酸钠处理,细胞发生氧化应激,eIF2α蛋白磷酸化增加,胞浆中出现应激颗粒,SND1与应激颗粒标志蛋白TIAR存在共定位现象,但不存在与加工体蛋白DCP1α的共定位。     

基因前定点敲入FLAG标签表达的FLAG-SND1蛋白参与胞内应激颗粒的形成

CRISPR/Cas9 (clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 nuclease) 基因编辑技术是近年来新兴的一种可以实现基因特异性敲除和敲入的技术。本文利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,将3×FLAG标签定点敲入HeLa细胞SND1基因前方,使细胞内源性表达的SND1蛋白带有3×FLAG标签,并观察SND1与应激颗粒及加工体的定位情况。设计针对SND1基因起始密码子ATG附近的sgRNA,以px459为表达载体,构建出重组真核表达质粒。设计含有3×FLAG及待插入位置上下游150 bp同源臂的序列,经公司合成获得重组质粒。将2个质粒共同转染HeLa细胞,使用嘌呤霉素筛选阳性细胞,挑取单克隆后培养。Western 印迹表明,细胞表达3×FLAG-SND1融合蛋白质。提取细胞基因组DNA进行测序。测序无误获得稳定株后,用流式细胞术检测细胞周期和凋亡,发现与WT细胞相比无显著性差异。同时,使用0.5 mmol/L亚砷酸钠处理,细胞发生氧化应激,eIF2α蛋白磷酸化增加,胞浆中出现应激颗粒,SND1与应激颗粒标志蛋白TIAR存在共定位现象,但不存在与加工体蛋白DCP1α的共定位。     

RNA结合蛋白质HuR通过增加YAP1 mRNA稳定性促进白血病细胞增殖

RNA结合蛋白质人类抗原R(Hu R)与多种实体肿瘤的发生发展密切相关,但其在人急性髓系白血病(acutemyeloidleukemia,AML)中的功能和分子机制仍未阐明。本研究收集了30例临床初诊的AML病人和30例正常对照的外周血,分离单个核细胞,进行RT-qPCR法检测。结果显示,与正常对照相比,HuR在AML病人中呈显著表达上调趋势(3.17±1.12,P<0.05)。在AML细胞系HL-60中的功能检测发现,敲低内源性HuR后,对HL-60细胞培养12 h(0.17±0.07),24 h(0.38±0.05),36 h(0.51±0.03),48 h(0.69±0.05),60 h(0.92±0.08)和72 h(1.04±0.10)的增殖产生抑制作用(P<0.05)。同时,阻滞在G1期(47.3%±5.4)的HL-60细胞比例显著升高(P<0.05),而S期(37.5%±6.9)细胞比例显著降低(P<0.05)。相反,HuR的表达抑制对HL-60细胞向单核系分化产生促进作用。RNA免疫共沉淀法检测发现,HuR可与Hippo通路的Yes相关蛋白1关键效应基因(YAP1)的mRNA结合。后续的RNA稳定性检测发现,HuR的结合可以增强YAP1 mRNA的稳定性,进而促进YAP1的表达,并进一步影响YAP1下游基因的转录。综上所述,RNA结合蛋白质HuR可通过促进Hippo通路YAP1的表达参与AML发生发展的调节。     

PAI-2与IRF-3相互作用的鉴定

2型纤溶酶原激活物抑制剂 (plasminogenactivatorinhibitortype 2 ,PAI 2 )除了参与纤溶活性的调节、肿瘤的浸润和迁移外 ,在抑制细胞凋亡方面也发挥着重要作用。现已明确 ,PAI 2分子中的CD螺旋间区是PAI 2与其他蛋白质相互作用的结构域 ,该区的缺失将直接导致PAI 2丧失对TNF α诱导细胞凋亡的拮抗功能 ,但其作用机制不详。以PAI 2的CD螺旋间区为诱饵 ,利用Gal 4酵母双杂交系统筛选凋亡过程中的HeLa细胞cDNA文库 ,发现干扰素调节因子 3(interferonregulatoryfactor 3,IRF 3)C端的 98个氨基酸残基与PAI 2的CD螺旋间区之间存在相互作用。通过RT PCR获得IRF 3的全长cDNA。免疫共沉淀实验进一步证实PAI 2通过其CD螺旋间区与IRF 3在细胞内也存在特异性的相互作用。IRF 3是一种转录调节因子 ,在抗病毒感染、免疫调节、病毒诱导的细胞凋亡中发挥重要作用。因此证实PAI 2与IRF 3之间存在相互作用 ,为进一步研究PAI 2参与抗病毒感染或抗细胞凋亡等方面打下了基础     

牦牛SND1基因特征序列分析及其蛋白在乳腺的表达

Staphylococcal nuclease and tudor domain containing 1（ SND1,Tudor-SN）是一种参与基因调控的转录共激活因子蛋白,本研究意在克隆牦牛泌乳相关基因SND1,分析其生物特性,研究其蛋白在乳腺的表达。采集牦牛泌乳期乳腺组织,胰蛋白酶消化法得到原代乳腺上皮细胞,纯化到3代, 采用RT-PCR扩增克隆SND1基因,测序并拼接,并用相关生物信息软件分析牦牛SND1基因特性;用免疫组织化学和免疫荧光技术对牦牛SND1基因编码蛋白进行定位分析。获得如下结果：牦牛SND1基因全序列为3294 bp,含有2733 bp的ORF,共包含20种氨基酸。SND1基因编码蛋白为非分泌蛋白,非跨膜蛋白;同源性分析显示,牦牛SND1基因与野牛、家牛、藏羚羊、山羊、猪、野骆驼、马、黑猩猩、人、褐家鼠的同源性分别为99%、98%、96%、94%、91%、90%、90%、89%、89%、85%;系统进化树表明与野牛和家牛的进化水平较近,与人和鼠的进化水平较远。免疫组织化学染色结果显示,SND1蛋白在分泌上皮细胞（乳腺上皮细胞）和导管上皮细胞呈阳性高表达,在肌上皮细胞呈弱表达。免疫荧光显示,SND1蛋白在乳腺上皮细胞胞核高表达,胞质弱表达。上述研究结果为进一步探究SND1对牦牛泌乳机能的调节提供了相关依据,也为高寒哺乳动物的研究提供了参考资料。     

沉默DEPDC1抑制鼻咽癌细胞HNE-1和CNE-1侵袭迁移

DEPDC1(DEP domain containing 1)是一个新的肿瘤相关基因,在多种恶性肿瘤的发生发展进程中起着重要作用。我们前期工作中在鼻咽癌细胞内沉默了DEPDC1的表达,发现抑制细胞增殖并诱发细胞凋亡。本研究旨在探讨沉默DEPDC1表达后,对鼻咽癌细胞HNE-1和CNE-1侵袭迁移能力的影响及其分子机制。结果显示,siRNA介导DEPDC1表达沉默后,细胞侧向运动能力、侵袭及迁移能力显著降低。qRT-PCR及Western印迹检测发现DEPDC1沉默导致EMT上游关键转录因子Twist1及间质细胞标志分子Vimentin表达显著下调。这些研究表明,鼻咽癌细胞中DEPDC1通过调节Twist1等EMT关键分子的表达在细胞侵袭转移过程中起关键作用。推测DEPDC1在鼻咽癌中高表达可能对于促进其侵袭转移具有重要作用,进而促进肿瘤发生发展,但具体分子机制仍有待更深入研究。     

Protein Kinase RNA/FADD/Caspase-8 Pathway Mediates the Proapoptotic Activity of the RNA-binding Protein Human Antigen R (HuR)

The RNA-binding protein human antigen R (HuR) has been implicated in apoptosis in multiple ways. Several studies have shown that in response to a variety of stresses HuR promotes the expression of proapoptotic mRNAs, whereas others reported its regulatory effect on antiapoptotic messages. We recently showed that in response to severe stress, HuR is cleaved to generate two cleavage products (CPs), HuR-CP1 (24 kDa) and HuR-CP2 (8 kDa), by which it promotes apoptotic cell death. Here, we show that this cleavage event is dependent on protein kinase RNA (PKR). Surprisingly, although in response to the apoptotic inducer staurosporine PKR itself is not phosphorylated, PKR triggers the cleavage of HuR via its downstream effector FADD that in turn activates the caspase-8/caspase-3 pathway. This effect, however, does not require the phosphorylation of the eukaryotic translation initiation factor 2α. Additionally, we observed that these HuR-CPs are sufficient to trigger cell death in the absence of activation of the PKR pathway. Therefore, our results support a model whereby in response to lethal stress, PKR, without being phosphorylated, activates the FADD/caspase-8/caspase-3 pathway to trigger HuR cleavage, and the HuR-CPs are then capable of promoting apoptosis.