《P-TEFb重活化調控機制及其對細胞周期的影響》是依託廈門大學，由陳瑞川擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：P-TEFb重活化調控機制及其對細胞周期的影響
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：陳瑞川
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
P-TEFb是調控真核基因轉錄延伸的核心轉錄因子，與愛滋病、心肌肥大和腫瘤均有密切關係，但有關P-TEFb的細胞生物學功能作用機制仍不了解。在細胞內，P-TEFb主要以無活性和可被募集兩種複合體存在。我們新近的研究發現細胞外刺激通過激活PP2B和PP1信號途徑，協同使P-TEFb去磷酸化而將P-TEFb從無活性複合體中釋放出來；並證明該去磷酸化作用也是P-TEFb與核蛋白Brd4結合併被募集到基因啟動子上的前提條件。由於去磷酸化的P-TEFb尚須在募集後被重活化才具有功能，我們推測這種調控方式可能與P-TEFb的細胞生物學功能有密切關係。為此，我們擬在前期基礎上，鑑定與P-TEFb重活化相關的激酶，揭示P-TEFb的重活化機制，闡釋P-TEFb在基因啟動子上募集的機制，並探討P-TEFb的重活化與調控細胞啟動G1期進程的相關性。為闡明P-TEFb的細胞生物學功能提供科學依據。
結題摘要
近年研究顯示，基因轉錄延伸也是調節基因快速表達的重要環節，由於正性轉錄延伸因子P-TEFb是調節該環節的關鍵因子，因此該環節的調節，實質上是由P-TEFb自身活性及其在基因啟動子區募集的調控所調節。本項目主要研究內容，是闡明P-TEFb重活化及其在基因啟動子區募集的分子機制。為此，我們首先建立了細胞核分級分離技術，發現P-TEFb的核心募集因子---Brd4蛋白也存在應激活化現象。在未刺激細胞內，Brd4均與染色質結合；細胞受激後，Brd4則可從染色質解離，與P-TEFb結合而將其募集到染色質上，從而調控基因轉錄延伸（已發表於Nucleic Acids Res）。後繼研究進一步發現PP1a和HDAC1/2/3雙信號途徑介導調控Brd4應激活化，並闡明組蛋白H3S10ph和H4K5ac/K8ac之間的Corrstalk，是銜接雙信號途徑、調控Brd4應激活化的分子機制（論文已投Mol Cell Biol，正在審稿）。 我們早期研究顯示：P-TEFb/Cdk9-T186ph去磷酸化，是P-TEFb從無活性複合體中釋放出來的必要條件，但Cdk9-t186ph去磷酸化也導致Cdk9喪失激酶活性。採用分級分離技術，我們發現Cdk9-T186ph去磷酸化還可導致Cdk9與調節亞基CyclinT1解離，解離後的Cdk9單體，可分別與Brd4和另一個募集因子AFF4相互作用，且該相互作用可誘導Cdk9-T186自磷酸化，也是Cdk9與其調節亞基CyclinT1重新結合、形成功能P-TEFb的前提條件；有意思的是，Brd4和AFF4可分別將P-TEFb募集到位於基因啟動子區Mediator的不同modula上，並分別磷酸化DSIF和NELF，從而以“雙保險”方式解除這些因子對轉錄延伸的抑制作用，導致延伸重啟，表明延伸重啟是被嚴格調控的過程。那么，Brd4或AFF4又是如何識別哪些基因需要進行延伸重啟？為此，我們以NF-kB依賴性基因轉錄為模型進行研究，結果顯示：當NF-kB被活化而轉位到細胞核後，與應激活化的Brd4相互作用，並將Brd4/P-TEFb募集到NF-kB依賴性基因啟動子區，從而調控基因轉錄延伸的重啟（論文在寫作中）。因此，本項目研究不僅闡明了P-TEFb重活化及其募集的分子調控機制，也意外發現了調控轉錄延伸重啟的重要機制，為後繼研究奠定了紮實的基礎。
