BRWD3蛋白複合物參與基因轉錄調控的機理

《BRWD3蛋白複合物參與基因轉錄調控的機理》是依託西北大學，由李軍林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：BRWD3蛋白複合物參與基因轉錄調控的機理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李軍林
• 依託單位：西北大學

項目摘要

Bromodomain and WD repeat-containing protein 3 (BRWD3)異常與精神發育遲滯和腫瘤等疾病發生密切相關。根據其結構與功能特點，BRWD3可能以染色質重塑複合物形式結合到靶位點發揮轉錄調控作用，正常轉錄調控和異常致病機理不明。本項目擬採用酵母雙雜交的方法，從人胚胎腦cDNA文庫中篩選與BRWD3相互作用的蛋白，採用經典蛋白質相互作用研究手段確認調控複合物組成；採用染色質免疫共沉澱和測序方法解析調控複合物結合靶基因；利用我們在精神發育遲滯患者中篩選到的突變位點，進一步證實BRWD3蛋白複合物及與下游基因之間的相互作用。研究結果將有助於闡明BRWD3在染色質水平大範圍調控轉錄的過程和機理，初步揭示BRWD3突變導致精神發育遲滯發生的可能原因，也對目前受關注的bromodomain靶向小分子抑制劑的研發、篩選靶點和干預措施等研究有實際參考價值。

結題摘要

包含bromodomain結構域的蛋白發揮轉錄調控或輔助激活作用，常常參與胚胎髮育、能量代謝、脂肪形成進而炎症反應，異常狀態常與癌症、糖尿病、肥胖、神經發育畸形、炎症等多種疾病相關。BRWD3與個體正常發育以及癌症、智力低下等相關，機理不明。本項目在中國智力低下高發區—秦巴山區，探究BRWD3突變情況，分析BRWD3突變對人認知功能影響及其分子機制。結果：檢測到4種類型的突變，其中2種是喪失WD40和bromodomain這2類結構域的截短突變；這2類結構域均可以與其它蛋白結合，形成蛋白複合物，為探究BRWD3截短突變導致智力低下發生的機制，採用酵母雙雜交，在人腦cDNA文庫中篩選與BRWD3相互作用蛋白，篩選出的12個蛋白中，NUFUIP1據報導與智力低下相關；經生物膜干涉技術和CO-IP，證實BRWD3與NUFIP1具有特異性相互作用；採用染色質免疫共沉澱結合測序方法，篩選出BRWD3結合的基因；採用QPCR方法，分析BRWD3轉錄水平變化對功能注釋智力低下基因轉錄水平影響，SETD5、SMARCB1、CTNNB1、ELP2、KAT6A、MEF2C、RLIM以及SOBP在BRWD3轉錄水平被敲低以後，轉錄水平顯著降低；因BRWD3和NUFIP1相互作用，分析上述基因是否同時受NUFIP1調控，採用RNAi法敲低NUFIP1，分析候選基因是否受這2個轉錄因子轉錄水平的調控。結果顯示SETD5、SMARCB1 、RLIM 、SOBP 、ELP2、MEF2C等基因轉錄水平顯著受到BRWD3和NUFIP1水平影響；採用過表達NUFIP1，ChIP後半定量PCR法分析，結果顯示MEF2C受BRWD3和NUFIP1共同調節；採用xCELLigence® DP實時細胞分析儀分析BRWD3對細胞活動影響，初步揭示BRWD3轉錄水平變化會影響細胞的侵襲轉移能力。本次研究首次從轉錄調控角度，詮釋BRWD3突變導致智力低下發生的機理：BRWD3結構域缺失的截短突變，影響與NUFIP1等蛋白的相互作用，影響海馬依賴性學習與記憶能力相關基因MEF2C轉錄；另外，單純改變BRWD3轉錄水平，可改變細胞運動能力，可能會改變人言語認知和類比推理能力，導致智力低下表型出現。