2012年第6期《遗传》封面说明

表观遗传是指非DNA突变的可遗传表型。从分子水平上来说,表观遗传是因染色质的修饰或构象变化而引起的基因表达变化。SWI/SNF染色质重塑复合体即是表观遗传分子机制中的重要一员;SWI/SNF复合体依赖ATP水解的能量打开核小体结构,使转录因子可以接近DNA,从而有利于转录调节。SWI/SNF复合体核心组分INI1/hSNF5负责与多种转录调节蛋白结合。这些转录调节因子有些是重要的原癌蛋白,如c-myc、ALL1、核抗原2和GADD43等;也有重要     

HeLa细胞中INI1通过与E2A作用下调CD117

目的:已经证明,CD117基因转录启始位点的上游-480bp包括4个E-box和一个GC-box。试验要确定INI1是否通过与E-box结合蛋白的相互作用来调控CD117。方法与结果:实验证明INI1过表达下调 CD117的mRNA水平和荧光素酶的活性,这个酶通过CD117启动子来启动。通过染色质共免疫沉淀反应实验,发现在HeLa细胞未损伤的染色质里面,INI1可以特定的结合CD117的启动子。绘制INI1在CD117启动子区域的结合位点图表明, E-boxes而不是GC-box对于下调CD117启动子的活性是必须的,这一点在Co-IP(共免疫沉淀)实验中被进一步的证实,在这个试验中INI1与E-box结合蛋白E2A在体内相互作用。结论:总的来说,INI1参与调节CD117的表达和细胞增殖。     

SNF2家族新成员Ercc6l的cDNA克隆与表达分析(英)

SNF2家族蛋白在基因组复制、修复与表达中具有重要作用. 报道了SNF2家族新成员Ercc6l (excision repair cross-complementing rodent repair deficiency, complementation group 6-like)的cDNA克隆、特性与表达分析.通过表达序列标签（EST）搜索和组装,获得了cDNA全长4 002 bp的新基因Ercc6l(GenBank Acc.No AY172688),然后通过RT-PCR在小鼠胚胎心脏成功克隆了该基因.Ercc6l在小鼠基因组中由两个外显子和一个内含子组成,定位于X染色体,最大开放阅读框（ORF）编码一个含1 240个氨基酸的假定蛋白质.该假定蛋白质含有SNF2蛋白的8个保守基序（SNF2结构域）.通过与SNF2家族各亚家族的成员进行多重比对,初步确认Ercc6l属于ERCC6亚家族成员.将Ercc6l编码区克隆到pEGFP-C3然后转染HeLa,3T3 和B16细胞,融合蛋白主要定位于胞浆.BLAST搜索检索出69条小鼠EST与Ercc6l同源,这些EST主要来自胚胎和肿瘤组织.对小鼠不同发育时期的多种组织进行RT-PCR,发现Ercc6l在胚胎期强表达,出生产后表达显著下调.这些结果提示Ercc6l在胚胎发育和肿瘤发生中可能具有重要作用.     

SNF2家族新成员Ercc61的cDNA克隆与表达分析

SNF2家族蛋白在基因组复制、修复与表达中具有重要作用.报道了SNF2家族新成员Ercc61(excision repair crosscomplementing rodent repair deficiency,complementation group 6-like)的cDNA克隆、特性与表达分析.通过表达序列标签(EST)搜索和组装,获得了cDNA全长4002 bp的新基因Ercc6l(GenBank Acc.No AY172688),然后通过RT-PCR在小鼠胚胎心脏成功克隆了该基因.Ercc6l在小鼠基因组中由两个外显子和一个内含子组成,定位于X染色体,最大开放阅读框(ORF)编码一个含l 240个氨基酸的假定蛋白质.该假定蛋白质含有SNF2蛋白的8个保守基序(SNF2结构域).通过与SNF2家族各亚家族的成员进行多重比对,初步确认Ercc6l属于ERCC6亚家族成员.将Ercc6l编码区克隆到pEGFP-C3然后转染HeLa,3T3和B16细胞,融合蛋白主要定位于胞浆.BLAST搜索检索出69条小鼠EST与Erccol同源,这些EST主要来自胚胎和肿瘤组织.对小鼠不同发育时期的多种组织进行RT-PCR,发现Ercc6l在胚胎期强表达,出生产后表达显著下调.这些结果提示Ercc6l在胚胎发育和肿瘤发生中可能具有重要作用.     

BRPF1及其新型转录本BRPF2与RHOX5蛋白间的相互作用

RHOX5基因是最早发现的小鼠RHOX基因簇(reproductive homeobox on the X chromosome)成员,可特异性地在生殖系统中表达.RHOX5蛋白在胚胎发育、生殖组织的发育、精子的生成和成熟等多个环节发挥作用,但其功能的发挥途径尚不明确.在前期筛选与RHOX5蛋白相互作用的分子中初步获得一个BRPF1的新型转录本BRPF2.进一步构建pGBKT7-BRPF2质粒,酵母双杂交实验确定其与RHOX5蛋白的相互作用,GST-pull down实验确定其在体外的直接结合;PCR扩增BRPF1基因,构建pGBKT7-BRPF1和pGADT7-BRPF1质粒,酵母双杂交实验和GST-pull down实验证明RHOX5蛋白亦可以直接结合BRPF1蛋白.BRPF1及其新型转录本BRPF2与RHOX5蛋白间的相互作用证实暗示了BRPF2极有可能与BRPF1竞争性结合RHOX5蛋白,为三种蛋白功能的研究提供了新的思路.     

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.     

利用CRISPR/Cas9n系统敲除人源SNF5基因

目的:建立敲除人源基因组中SNF5基因的CRISPR/Cas9n系统。方法:设计一对靶向人源SNF5基因第1个外显子的sg RNA,分别克隆至p X461、p X462表达载体后,转入人胚肾293T细胞,通过Western印迹检测细胞株中SNF5基因的敲除效果。结果:测序证明构建的靶向SNF5基因CRISPR/Cas9n重组质粒与设计吻合。Western印迹结果显示,重组质粒p X461-h SNF5sg RNA转染293T细胞后24 h,细胞内SNF5表达水平明显降低;重组质粒p X462-h SNF5sg RNA转染293T细胞后48 h,细胞内SNF5表达水平显著降低。结论:通过CRISPR/Cas9n系统获得了靶向SNF5基因的重组质粒,构建的重组质粒能有效敲除SNF5基因的表达。     

mED2-一个小鼠胚胎发育的新基因

克隆参与胚胎发育的新基因并研究其表达规律和功能是揭示胚胎发育的基因调控机理的重要途径。囊胚形成和原肠形成是哺乳动物胚胎发育过程中的两个关键阶段。囊胚阶段发生了胚胎的第一次分化,是细胞多能性和分化的一个转折点。此时涉及的基因活动,既有维持胚胎干细胞全能性或多能性的基因活动,又有按照预定发育模式参与胚胎定向分化的基因活动。原肠期是胚胎发育过程中的第二个关键转折点,涉及到3个胚层的形成和细胞命运决定等多种变化。在这个时期胚胎获得了胎儿原基的所有信息,新组织的产生和细胞迁移的再生组织与形态发生、细胞增殖、细胞分化、模式形成等存在着非常复杂而相互协调的关联。大多数细胞正由原来的多潜能逐渐向寡潜能发展,控制组织器官形态建成的基因正逐渐开启。这两个时期的基因表达图式、特征和种类会有很大的差异和变化,因此研究这两个时期的新基因的表达规律和功能,将是了解胚胎发育的基因调控机理的重要途径。文章以这两个时期胚胎为原始材料,利用减法杂交方法克隆到一新的小鼠胚胎基因mED2,对其进行了表达规律和生物学功能的初步分析。RT-PCR-Southern和原位杂交实验表明,mED2基因转录水平具有发育阶段的依赖性;随着发育过程的进行,其表达主要在胚神经系统和中胚层衍生的组织表达。mED2基因活性的knockdown对于合子的卵裂和植入前早期胚胎发育均有抑制作用。亚细胞定位实验表明,mED2基因编码的蛋白基本定位于细胞核膜及其临近的内膜细胞器（粗糙内质网和高尔基体）。根据生物信息学分析,mED2蛋白可能为一跨膜蛋白且与含有硫氧还蛋白结构域的蛋白有部分匹配。由此推测mED2基因参与了小鼠植入前早期胚胎发育,其基因产物可能通过蛋白之间的相互作用,即对蛋白进行后期修饰、折叠及行使分子伴侣等作用来活化或抑制其靶蛋白的活性,进而参与小鼠的早期胚胎发育。     

组蛋白去甲基化酶UTX与胚胎发育及疾病关系

组蛋白3赖氨酸27(histone 3 lysine 27, H3K27)去甲基化酶UTX(ubiquitously transcribed tetratricopeptide repeat on chromosome X, UTX)为X染色体上重复的转录三十四肽,是组蛋白3赖氨酸4(histone 3 lysine 4, H3K4)甲基转移酶复合物MLL2(mixed-lineage leukemia 2, MLL2)中的一员,可调节同源基因HOX(homeobox, HOX)和视网膜母细胞瘤基因RB(retinoblastoma, RB)转录谱系. UTX与BRG1-SWI/SNF重塑复合物(Brg1-containing ATPase-dependent Swi/Snf chromatin-remodeling complex, BRG1-SWI/SNF)相互作用促进染色质重塑. 因其在细胞的正确再编程、胚胎发育和组织特异性分化中扮演重要角色,UTX失活或缺失会导致癌症、胚胎发育缺陷等疾病的发生. 本文将对近年来UTX在胚胎发育及与疾病关系方面的研究进展做一综述.     

与TaFRA蛋白相互作用候选蛋白的筛选

F-box蛋白是E3泛素连接酶SCF复合体的重要亚基, 通过底物蛋白的特异识别发挥功能。TaFRA是在盐胁迫差异表达片段基础上通过RACE方法获得的一个基因, 编码F-box蛋白。文章利用TaFRA基因构建诱饵表达载体, 直接用cDNA+pGAD+pBD共转化酵母双杂交的方法筛选相互作用的候选蛋白。通过对阳性克隆的鉴定和测序分析, 共获得44个与TaFRA相互作用的候选蛋白, 其中32个为已知蛋白, 包括硫氧还蛋白、金属硫蛋白、ATP合成酶及丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶等多种逆境胁迫反应蛋白及转录因子蛋白, 说明TaFRA与胁迫反应相关, 可能通过对上述蛋白编码基因的调控参与了植物的胁迫反应过程, 为进一步阐明TaFRA的功能及作用机制奠定了理论基础。     

A masked NES in INI1/hSNF5 mediates hCRM1-dependent nuclear export: implications for tumorigenesis.

INI1 (integrase interactor 1)/hSNF5 is a component of the mammalian SWI/SNF complex and a tumor suppressor mutated in malignant rhabdoid tumors (MRT). We have identified a nuclear export signal (NES) in the highly conserved repeat 2 domain of INI1 that is unmasked upon deletion of a downstream sequence. Mutation of conserved hydrophobic residues within the NES, as well as leptomycin B treatment abrogated the nuclear export. Full-length INI1 specifically associated with hCRM1/exportin1 in vivo and in vitro. A mutant INI1 [INI1(1-319) delG950] found in MRT lacking the 66 C-terminal amino acids mislocalized to the cytoplasm. Full-length INI1 but not the INI1(1-319 delG950) mutant caused flat cell formation and cell cycle arrest in cell lines derived from MRT. Disruption of the NES in the delG950 mutant caused nuclear localization of the protein and restored its ability to cause cell cycle arrest. These observations demonstrate that INI1 has a masked NES that mediates regulated hCRM1/exportin1-dependent nuclear export and we propose that mutations that cause deregulated nuclear export of the protein could lead to tumorigenesis.     

Complementation analyses suggest species-specific functions of the SNF5 homology domain

Inactivation on both alleles of the hSNF5/INI1 tumor suppressor gene which encodes a subunit of the human SWI/SNF chromatin remodelling complex occurs in most malignant rhabdoid tumors. No paralog of hSNF5/INI1 is identified in the human genome. In contrast, it has two homologs in the yeast Saccharomyces cerevisiae, SNF5 and SFH1 which encode core components of the ySWI/SNF and RSC complexes, respectively. The homology mainly concerns an approximately 200 amino acid region termed the SNF5 homology domain. We have tested the ability of the hSNF5/INI1-wild type gene product and of chimerical constructs in which the yeast SNF5 domains were replaced by that of the human protein, to complement yeast snf5 and sfh1 phenotypes. Neither growth deficiencies on different carbon sources of snf5 yeasts nor the lethality of the sfh1 phenotype could be rescued. This strongly suggests that the SNF5 homology domain presents species-specific functions.     

Germline Nonsense Mutation and Somatic Inactivation of SMARCA4/BRG1 in a Family with Rhabdoid Tumor Predisposition Syndrome

Rhabdoid tumors of early infancy are highly aggressive with consequent poor prognosis. Most cases show inactivation of the SMARCB1 (also known as INI1 and hSNF5) tumor suppressor, a core member of the ATP-dependent SWI/SNF chromatin-remodeling complex. Familial cases, described as rhabdoid tumor predisposition syndrome (RTPS), have been linked to heterozygous SMARCB1 germline mutations. We identified inactivation of another member of the SWI/SNF chromatin-remodeling complex, its ATPase subunit SMARCA4 (also known as BRG1), due to a SMARCA4/BRG1 germline mutation and loss of heterozygosity by uniparental disomy in the tumor cells of two sisters with rhabdoid tumors lacking SMARCB1 mutations. SMARCA4 is thus a second member of the SWI/SNF complex involved in cancer predisposition. Its general involvement in other tumor entities remains to be established.