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异染色质相关蛋白TRIM28调控锌指蛋白和原钙黏蛋白家族基因的转录

2022-07-21张翔宇卜佳晨

生物化学与生物物理进展 2022年6期

张翔宇 卜佳晨

(中国科学院生物物理研究所,生物大分子国家重点实验室,北京 100101)

TRIM28 (TRIpartate motif‑containing protein 28),又称为KAP1(KRAB‑associated protein1)或者TIF1β(transcription intermediary factor 1β),它由N 端的RBCC 区域和C 端的PHD、BROMO 和NHD等结构域组成[1]。既往研究发现,TRIM28具有E3 活性,通过SUMO 通路招募SETDB1 和HP1等异染色质相关因子,在靶基因上建立H3K9me3修饰,抑制基因的转录[2]。此外,还有研究发现,TRIM28 通过调控RNA 聚合酶II 在Hspa1b 等 基 因启动子区域的转录延伸活性调控基因的表达[3]。

为了更深入地研究TRIM28的功能,本文通过建立Trim28 基因敲除细胞系,发现Trim28 主要抑制内源表达量较低基因的转录,进一步分析发现Trim28抑制锌指蛋白家族基因和原钙黏蛋白β家族基因的转录,ChIP‑seq 数据证明TRIM28 通过影响染色质高级结构的改变调控锌指蛋白家族基因和原钙黏蛋白β家族基因的转录。

原钙黏蛋白家族基因(protocadherin,PCDH)分为PCDHα、PCDHβ和PCDHγ 3个类别,在神经细胞中具有较高的表达水平。原钙黏蛋白对神经元突触的发育具有重要作用,能够影响神经细胞对“自我”和“非我”身份识别过程[4]。已有文章报道,染色质高级结构的改变能够影响原钙黏蛋白家族基因的表达[5‑6],但是对于特定的激活PCDHα基因、PCDHβ基因或者PCDHγ基因的转录活性机制并不清楚。

本文通过生物组学的方法首次发现了TRIM28与原钙黏蛋白家族基因转录调控之间的关系,并证明了两者之间的联系,对于TRIM28的分子机理的进一步的研究提供了新的思路。

1 材料与方法

1.1 Trim28基因敲除细胞系和Trim28回补细胞系的构建

根据实验室之前设计向导RNA(gRNA)的方法[7‑9],设计靶向Trim28基因第一个外显子起始密码子下游的两对小向导RNA(sgRNA),gRNAF1:5'‑caccgggcctccgcggcggcagcct‑3'和gRNAR1:5'‑aaa‑caggctgccgccgcggaggccc‑3';……

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