PIH1調(diào)控核糖體RNA基因轉(zhuǎn)錄機(jī)制的研究.pdf

1、核糖體合成是細(xì)胞生長和增殖的關(guān)鍵,核糖體RNA基因(rDNA)轉(zhuǎn)錄是核糖體合成的第一步也是其限速步驟。在哺乳細(xì)胞中,大約有400拷貝的rDNA,只有大約50％的基因處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài),處于不同轉(zhuǎn)錄狀態(tài)的rDNA有著不同的表觀遺傳修飾,包括組蛋白和DNA甲基化水平的不同,還有一個(gè)重要的區(qū)別就是核小體位置的不同。
　　 在細(xì)胞代謝、營養(yǎng)應(yīng)激等條件下rDNA的轉(zhuǎn)錄需要受到迅速而精確的調(diào)控1。rDNA轉(zhuǎn)錄沉默和轉(zhuǎn)錄活躍之間狀態(tài)的變化,就涉

2、及到核小體位置的變化,而核小體位置的滑動(dòng)也需要染色質(zhì)重塑復(fù)合物的參與。NoRC是ISWI類的染色質(zhì)重塑復(fù)合物,以ATP和組蛋白H4尾依賴的方式誘導(dǎo)核小體的滑動(dòng)2,3。NoRC由兩個(gè)亞基組成,ATP酶亞基SNF2h和大業(yè)基TIP5。NoRC抑制rDNA的轉(zhuǎn)錄通過誘導(dǎo)DNA甲基化和組蛋白去乙酰化。NoRC可以作為骨架,募集其它復(fù)合物修飾組蛋白,甲基化DNA,形成抑制的異染色質(zhì)狀態(tài)。然而,當(dāng)細(xì)胞從靜止或低能供應(yīng)下恢復(fù)或者增加rDNA轉(zhuǎn)錄時(shí),需

3、要對抗上述抑制過程,并可能有染色質(zhì)重塑復(fù)合物的參與,但激活rDNA轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)重塑以及如何使激活復(fù)合物與組蛋白結(jié)合以對抗NoRC的機(jī)制仍不明確。
　　 我們以SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物的核心亞基hSNF5為釣餌,從人胎腦的cDNA文庫篩選出與其相互作用的核仁蛋白PIH1,并確定PIH1激活rDNA的轉(zhuǎn)錄。機(jī)制為PIH1通過與組蛋白H4的結(jié)合,競爭性抑制轉(zhuǎn)錄抑制復(fù)合物NoRC的結(jié)合,同時(shí)募集SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物到rR

4、NA基因啟動(dòng)子區(qū),從而引起染色質(zhì)活化和組蛋白修飾變化,進(jìn)而引起rRNA基因轉(zhuǎn)錄激活。并以RNA聚合酶Ⅰ基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控為模型,探討染色質(zhì)重塑復(fù)合物與組蛋白修飾以PIH1為樞紐協(xié)同調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的分子過程,為在染色質(zhì)水平上為理解細(xì)胞如何應(yīng)對能量、營養(yǎng)等環(huán)境變化提供新的信息。
　　 本研究以高糖刺激細(xì)胞為模型,通過RNAi、nuclear runon、免疫熒光、染色質(zhì)免疫共沉淀、體外結(jié)合實(shí)驗(yàn),點(diǎn)突變等技術(shù),研究rDNA轉(zhuǎn)錄激活的機(jī)制。