Usher綜合徵相關基因SLC4A7在視網膜中的作用機制

《Usher綜合徵相關基因SLC4A7在視網膜中的作用機制》是依託華中科技大學，由陳歷明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Usher綜合徵相關基因SLC4A7在視網膜中的作用機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳歷明
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

碳酸氫根轉運體SLC4A7（簡稱A7）是一個重要的酸鹼平衡調控蛋白。基因敲除及人類遺傳學研究證實A7是一個Usher綜合徵（視網膜色素變性及聽覺感音性耳聾）致病基因。然而，人們對於A7的功能調控機制還所知甚少。在此，我擬通過蛋白相互作用研究，探討A7在視網膜神經細胞中的作用機理。在前期研究中，我們以A7的羧基端為誘餌，通過酵母雙雜交篩選獲得了相互作用蛋白Dab2和ARIP2（可通過參與胞吞作用，動態調控膜蛋白在質膜上的生物學功能）。我推測這兩個蛋白與A7形成蛋白複合體，調控其在質膜上的表達水平，從而對胞內的酸鹼平衡進行態調控。在此，我擬研究：（1）這兩個蛋白與A7相互作用的分子機制（確定相互作用位點）；（2）它們與A7在視網膜中的表達及精細共定位；（3）它們對A7在細胞膜上的動態分布及其生物學功能的影響。本研究將為認識A7在視網膜中的功能調控機制及其與視網膜色素變性的關係提供科學依據。

結題摘要

NBCn1是一個Na+-HCO3–共轉運體，在機體酸鹼平衡調控中具有重要作用。編碼NBCn1的SLC4A7是一個重要的疾病相關基因，與Usher綜合徵、乳腺癌、高血壓、心肌肥大等多種疾病有關。SLC4A7基因可以表達多種不同的NBCn1異構體，這些異構體有兩種不同的氨基端（Nt），有三個已知的結構可變區：cassette I，II，III。這些cassette由外顯子的選擇性剪接產生。NBCn1的這些結構可變區（不同Nt，以及cassette）的功能相關性仍然未知。其次，關於NBCn1的功能調控機制在很大程度上依然不清楚。 在本項目的研究中，我們在以下幾個方面取得了一些積極進展： (1) SLC4A7基因結構（表達機制）。我們闡明了SLC4A7基因具有兩個不同的轉錄啟動子，分別控制四類不同Nt NBCn1的表達（其中兩類是我們首次發現）。此外，我們揭示了SLC4A7基因中存在的三個新的選擇性剪接外顯子，一個新的選擇性結構單元，即cassette IV，克隆了一系列新的NBCn1異構體，使總數從已知的6種增加到18種，大大擴展了對SLC4A7基因表達產物多樣性的認識。 (2) NBCn1結構與功能分析。利用生物化學及生物物理學手段，完成了NBCn1不同異構體在模式細胞（非洲爪蟾卵母細胞）中的表達及活性分析，發現cassette II，III，IV是NBCn1中重要的功能結構域，具有增強NBCn1離子轉運活性的作用。 (3) ARIP2與NBCn1相互作用機制及對NBCn1功能的影響：通過pull-down技術進一步驗證了NBCn1和ARIP2的相互作用，通過酵母雙雜交技術闡明了NBCn1與ARIP2相互作用的結構基礎，通過模式細胞外源表達並結合免疫學手段，研究了ARIP2對NBCn1蛋白表達的影響，初步探討了ARIP2對NBCn1功能潛在的影響。 (4) NBCn1與Dab2的相互作用機制：通過酵母雙雜交研究了NBCn1與不同Dab2異構體的相互作用。 以上的研究成果對於進一步深入研究SLC4A7基因的生理學作用，以及NBCn1結構與功能的關係都具有積極意義，也為我們進一步研究NBCn1的功能調控就機制打下了良好的基礎。 在項目資助下，我們共發表SCI論文2篇，參加國際會議2次，培養研究生6人。