《PRC2的非組蛋白底物和不依賴於H3K27甲基化的功能研究》是依託清華大學，由張惠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：PRC2的非組蛋白底物和不依賴於H3K27甲基化的功能研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張惠
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
關於PRC2通過其組蛋白H3K27甲基轉移酶活性抑制基因表達的機制及其在幹細胞和腫瘤生物學中的功能，已經得到廣泛深入的研究。然而，關於PRC2的非組蛋白底物和不依賴H3K27甲基化的功能和生物學意義卻知之甚少。本研究擬利用生物信息學和蛋白組學等多種技術手段，深入研究PRC2的非組蛋白底物和不依賴H3K27me3的生物學功能。一方面，我們對PRC2相關ChIP-seq的數據進行生物信息學分析，探究其不依賴於H3K27 me3富集於染色質的分子機制和生物學意義；另一方面，我們採用新的生物正交反應的蛋白甲基化標記方法，結合蛋白組學篩選PRC2的非組蛋白甲基轉移酶底物，並在幹細胞和腫瘤細胞中檢測其被PRC2甲基化產生的生物學效應。相信本研究的開展和成果會讓我們更深入的了解PRC2在胚胎髮育以及腫瘤形成中的功能和作用，亦會為幹細胞再生醫學提供新的理論支持，並為腫瘤的治療提供新的分子靶標。
結題摘要
核仁是細胞核中最重要的結構，是核糖體RNA轉錄和核糖體生物合成的場所。以前的研究提示核糖體RNA轉錄和核仁具有超越核糖體生物合成以外的調控功能。我們現在發現Ddx18將核仁的功能和胚胎幹細胞的多能性聯繫起來。Ddx18敲除小鼠不能發育到囊胚期並在胚胎期4.0天致死。Ddx18敲低導致小鼠胚胎幹細胞多能性和自我更新能力喪失。Ddx18是核仁RNA結合蛋白，可結合核糖體RNA和DNA，調控核糖體RNA轉錄和核糖體生物合成。有意思的是，轉錄聚合酶I的抑制劑ActD處理的小鼠胚胎幹細胞可呈現與Ddx18敲低相似的表型，提示Ddx18很可能是通過調控核仁中核糖體RNA轉錄活性來維持小鼠胚胎幹細胞的多能性。這些結果表明了核糖體轉錄和核仁結構在維持胚胎幹細胞多能性中的作用，並促使我們進一步研究Ddx18介導的核糖體RNA轉錄機制。我們發現Ddx18可與PRC2相互作用，Ddx18敲低導致PRC2的核心組分Ezh2在核仁中的定位增多，在核糖體DNA區域的富集增強，組蛋白H3的27位賴氨酸甲基化亦隨之增強。更重要的是，我們發現Ddx18對PRC2在核仁區域的核糖體DNA上活性和富集的調控作用對Ddx18在維持核糖體RNA轉錄和核仁結構以及胚胎幹細胞多能性和自我更新是有貢獻作用的。我們的研究表明Ddx18通過調控核糖體RNA轉錄和核仁開放的結構從而起到保護胚胎幹細胞多能性的功能。而且，我們的研究揭示了一種RNA結合蛋白介導的PRC2活性和在核糖體DNA染色質富集的新機制。
