轉錄阻遏因子Brinker對果蠅Wingless信號通路靶基因的表達調控

《轉錄阻遏因子Brinker對果蠅Wingless信號通路靶基因的表達調控》是依託東南大學，由方明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：轉錄阻遏因子Brinker對果蠅Wingless信號通路靶基因的表達調控
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：方明
• 依託單位：東南大學

中文摘要

Wnt信號通路在發育的細胞分化調控等過程起重要作用，其異常和諸多疾病發生關係密切。我們在前期工作中發現Dpp信號通路的轉錄阻遏因子Brinker對果蠅Wingless（Wg）信號通路的靶基因有直接調控作用，在果蠅培養細胞中，Brinker與TCF/Groucho協同阻遏Wg靶基因nkd的表達。在果蠅中，上調Dpp信號可以導致nkd表達的增加。這些結果表明Brinker可能介導了Dpp信號對Wg通路調製作用，可能是Wg靶基因調控的一種新機制。本課題將圍繞這一模型，以果蠅遺傳學的方法，在果蠅Wing disc深入研究Brinker及其它Dpp通路成員對多個Wg靶基因的作用和影響。我們將用ChIP技術和轉基因報告基因等方法對其作用機製作進一步探討。本研究將有助於我們對發育過程中信號通路轉導機制的了解。

結題摘要

Wnt和TGF-β信號通路是高度保守的兩個重要的信號轉導通路。過去的研究表明果蠅中Wingless（Wg）和Decapentaplegic（Dpp）信號均在翅膀發育的模式形成中起指導作用，但通過相互獨立的機制。近年有研究表明Dpp通路中的重要轉錄因子Mad可能介導兩者之間的cross talk。本研究以果蠅翅膀發育為例闡明了果蠅翅膀發育中這兩條信號通路cross talk的一種新的機制，即Dpp靶基因的阻遏蛋白Brinker（Brk）同時可以直接阻遏Wg信號的反饋抑制基因naked cuticle（nkd），從而介導了Dpp信號對Wg信號的抑制作用。我們首先鑑別了nkd基因的一個Brk結合位點，並通過體外實驗和在體實驗證明該位點功能上的重要性。Brk和Groucho協同阻遏nkd的表達，凝膠阻滯遷移和ChIP實驗證明了Brk特異地與該位點結合。在Kc細胞中，Brk抑制Arm依賴nkd報告基因的活性。在體實驗表明，Brk與nkd的結合和Wg信號活性呈反比。這些實驗表明Brk可以直接地抑制Wg的靶基因nkd的轉錄。我們進一步用遺傳學研究證明在果蠅幼蟲的Wing disc，Brk的gain-of-function或loss-of-function可以導致nkd表達的下調或上調，過表達brk可以增加Wg靶基因Dll的表達，而brk缺陷導致Dll表達的缺失，說明Brk通過對nkd的轉錄阻遏而在體參與Wg信號通路的信號轉導。Brk基因功能的改變與Wg的表型相一致。最後，我們過表達穩定激活形式的Dpp的受體(TkvQD)，也可以導致nkd表達上調，和Dll表達下調。因此，Dpp信號可以通過brk ─| nkd ─| Wg targets的負反饋環路抑制Wg信號。本機制的闡明有助於進一步理解不同信號通路對於特定發育過程的協調作用。