智力低下相关蛋白(FXR1P)与CMAS相互作用的生物学效应研究(英文)

脆性X综合征(FXS)是一种遗传性智力低下疾病,其发病率仅次于21三体综合征.脆性X智力低下蛋白(FMRP)是FXS的关键性致病因子,该蛋白由脆性X智力低下基因1(FMR1)编码所得.FMR1在神经肌肉和睾丸组织中广泛表达.脆性X相关蛋白1(FXR1P)则是由FMR1的同源基因脆性X相关基因1(FXR1)编码所得,并且与蛋白质和RNAs之间存在着相互作用.许多疾病都涉及到FXR1表达的改变.为了了解FXR1P与CMAS(胞嘧啶单核苷酸-N-乙酰神经氨酸合成酶)相互作用所产生的的生物学效应,我们构建了FXR1的过表达载体,并观察其在PC12细胞(大鼠鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞)和VSMC(血管平滑肌细胞)中的表达以及继而对于细胞形态和CMAS活性相关的许多细胞指标的效应.我们证实,FXR1基因的过表达可以提高PC12细胞中CMAS的活性,并对于该类细胞的生长提供一定程度的保护作用.PC12细胞是一种较为常见的用于研究神经系统疾病的细胞系.结论:我们推测FXR1P是一个组织特异调节因子,可以改变PC12细胞而非VSMC细胞中神经节苷酯(GM1)的浓度.

利用酵母双杂交系统筛选与FXR1P相互作用的蛋白

目的筛选FXR1P相互作用蛋白,探讨FXR1P生物学功能。方法应用酵母双杂交技术,构建诱饵表达载体pGBKT7/FXR1,转化酵母菌AH109,与转化了人胎脑cDNA文库的酵母菌Y187交配筛选阳性克隆并测序。结果重组表达载体pGBKT7/FXR1构建成功;从人胎脑cDNA文库中筛选出5个与FXR1P结合的蛋白基因,分别与5种已知的编码蛋白基因序列同源:胞苷一磷酸-N-乙酰神经氨酸合成酶(CMAS)、铁蛋白重链多肽1(FTH1)、高尔基体自身抗原golgina亚类4(GOLGA4)、17-β羟类固醇脱氢酶1(HSD17B1)、绒毛膜生长催乳激素1(CSH1)。结论为进一步研究FXR1P的功能及脆性X综合征发病机制提供新的线索。

FXR1P相互作用RNA的研究

目的:本研究利用酵母三杂交系统从人脑海马回cDNA文库中筛选FXR1P的靶RNA,以进一步阐明FXR1基因的功能。方法:将表达FXR1P全长的质粒pYESTrp3/FXR1转化酵母菌株L40ura3/pHybLex/Zeo-MS2,检测毒性和自激活性;应用酵母三杂交技术从人脑海马回pRH3′-cDNA文库中筛选FXR1P的相互作用RNA;分离初步筛选的结果,再次转化含有诱饵质粒的融合菌株L40ura3/pHybLex/Zeo-MS2/pYESTrp3/FXR1,重新验证阳性结果;最后对阳性结果的外源插入片段进行测序和生物信息学分析。结果:酵母三杂交的筛选得到了3个阳性结果,经过测序和同源性分析,其中一个阳性结果中的插入片段为K-ALPHA-1 mRNA的部分序列。结论:K-ALPHA-1 mRNA可能是一种新的FXR1P的靶RNA。

IQCE mRNA与FXR1P在酵母三杂交体系中的相互作用

脆性X相关基因1编码蛋白FXR1P是一种RNA结合蛋白,其所结合的靶RNA目前所知甚少。本研究应用酵母三杂交技术对本课题组从pRH3-cDNA人脑海马RNA表达文库中筛选到的一种可能与FXR1P存在相互作用的RNA IQCE进行研究,以验证该RNA与FXR1P的相互作用。方法为:提取利用酵母三杂交技术初步筛选得到的酵母阳性克隆的质粒,转化大肠杆菌Top10,利用其质粒不相容性分离插入了目的片段的pRH3′-cDNA质粒,将该质粒转化入含目的基因FXR1的酵母菌株L40-ura3/pHyb lex/Zeo-MS2/pYESTrp3/FXR1,进行一对一的酵母三杂交验证,最后将该片段进行测序。测序结果为IQCE的一段编码序列,而目前尚无研究报导FXR1与IQCE的相互关系。结论:提示FXR1P与IQCE mRNA存在相互作用,IQCE可能是FXR1P发育调控网络组成成员之一。

结构域酵母三杂交诱饵载体的构建及酵母转化

目的脆性X相关蛋白(FXR1P)是一种RNA结合蛋白,本研究构建了其N-端结构域、KH结构域的酵母三杂交诱饵载体并转化酵母菌株L40 ura3/pHyblex/Zeo-MS2,为筛选这2种结构域的相互作用RNA作基础。方法根据Genebank提供的序列设计引物,以pYESTrp3/FXR1质粒作为模板,扩增分别包含FXR1P N-端结构域、KH结构域的编码区序列,连接到用于酵母三杂交文库筛选的pYESTrp3质粒,得到诱饵质粒,导入大肠杆菌Top10扩增,筛选阳性克隆并提取其中的重组质粒,再转化酵母菌L40 ura3/pHyblex/Zeo-MS2。结果经过测序验证,该重组诱饵质粒构建成功,转化酵母菌之后对宿主菌无毒性,无自激活现象。结论成功构建了能用于酵母三杂交文库筛选的FXR1P蛋白N-端结构域、KH结构域酵母三杂交诱饵载体,为研究这两个结构域的RNA结合功能奠定了基础。

microRNA在脆性X综合征发病机制中的研究进展

脆性X综合征(fragile X syndrome,FXS)是最常见的遗传性认知障碍疾病,也是一种与自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)相关的严重的基因疾病.它主要是由于脆性X智力低下基因1(fragile X mental retardation 1,FMR1)的异常扩增及其上游Cp G岛的异常甲基化,导致其编码的脆性X智力低下蛋白(fragile X mental retardation protein,FMRP)表达减少或缺失引起的.FMRP与miRNA(micro RNA)均具有翻译抑制活性,而且FMRP在生物化学和遗传学上均与miRNA调控通路有相互作用.此外,越来越多的研究发现miRNA调控通路在FXS的发病和治疗中发挥作用.因此,本文对miRNA的功能及其与脆性X蛋白家族成员间的相互作用进行阐述,为在miRNA水平了解FXS的发病机制奠定基础.

脆性X相关蛋白Ⅰ的研究进展

脆性X相关基因I(FXR1)发现于1995年,位于3号染色体3q28。其产物脆性X相关蛋白1(FXR1P)与脆性X智障蛋白1 (FMR1P)、脆性X相关蛋白2(FXR2P)形成一个RNA结合蛋白家族。目前认为这三种蛋白能输送mRNA分子并调控其翻译过程。FXR1的翻译产物(FXR1P)分子中存在两个KH结构域和一个RGG结构域,这两种结构域与FXR1P分子的RNA结合作用有关。FXR1P的表达具有较高的组织特意性,在横纹肌中表达最高。合适的动物模型对于一种蛋白的功能研究具有十分重要的意义,目前,FXR1敲除的各种动物模型如小鼠、斑马鱼、非洲爪蟾的近亲Xenopus tropicalis已经在不同的实验室建立。本文主要介绍了FXR1P的结构特点、功能及其实验动物模型。

分泌型碱性磷酸酶报告基因重组载体pSEAP—IQCE3’UTR的构建

目的构建分泌型碱性磷酸酶（secretedalkalinephosphatasereportergene。SEAP）报告基因重组载体pSEAP—IQCE3’UTR，为鉴定FXR1P是否是通过与IQCE的3’UTR发生相互作用，进一步探索FXR1P的功能奠定基础。方法首先设计目的基因片段IQCE3’UTR的PCR引物，然后通过RT—PCR扩增加CE基因3’UTR基因片段，酶切扩增的片段和报告基因空载体，并将空载体去磷酸化，去磷酸化后的空载体与目的基因片段进行连接反应，将连接产物转化人大肠埃希菌JM109，最后筛选阳性克隆，PCR鉴定插入序列的正反。结果构建了分泌型碱性磷酸酶报告基因重组载体pSEAP—IQCE3’UTR，经酶切鉴定、正反鉴定和测序分析可知重组载体构建成功。结论成功构建了分泌型碱性磷酸酶报告基因重组载体pSEAP—IQCE3’UTR，为进一步探索FXR1P的功能及其在脆性X综合征中的发病机理有着重要的意义。

Dysbindin-1与脆性X相关蛋白1、Y盒结合蛋白2的相互作用

(肌)营养不良短小蛋白结合蛋白1(dystrobrevin-binding protein 1, dysbindin-1)是溶酶体相关细胞器生物发生复合体-1(biogenesis of lysosome-related organelles complex-1, BLOC-1)的一个亚基,在内体-溶酶体通路的货物运输中发挥一定作用。Dysbindin-1在睾丸组织中的作用尚不明确。本文从前期已筛选到的dysbindin-1在小鼠睾丸组织中的潜在互作蛋白质中,选取2个RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)脆性X相关蛋白1(fragile X related protein 1, FXR1P)和Y盒结合蛋白2(Y-box binding protein 2, YBX2),用GST pull-down和内源性免疫沉淀的方法进行相互作用的验证。结果显示,dysbindin-1与FXR1P和YBX2存在相互作用,提示dysbindin-1在睾丸组织RNA的运输中可能发挥作用。

脆性X相关蛋白Ⅰ结构及功能研究进展

脆性X相关蛋白Ⅰ(FXR1P)是脆性X蛋白家族成员,与脆性X智力低下蛋白(FMRP)的氨基酸序列60%以上相似。FXR1P分子中存在KH-Ⅰ结构域、RGG结构域、Agenet结构域、NLS、NES信号、NoS等结构;FXR1P可作为转录调节因子参与特定mRNA的转录与翻译。研究表明,FXR1P可以参与miRNA调控途径,实现对靶mRNA的调节。从结构和功能方面对FXR1P研究进展作一综述。