發(fā)布時(shí)間：2018-06-11 11:06

  本文選題：生物節(jié)律 + 鋅指蛋白ZBTB20��； 參考：《南京大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：幾乎所有的生物,從藍(lán)藻到脊椎動(dòng)物,都產(chǎn)生一套由內(nèi)源性生物鐘控制的生物節(jié)律。生物鐘控制機(jī)體的生理和行為的節(jié)律,以適應(yīng)周圍環(huán)境的變化,從而賦予了生存的優(yōu)勢(shì),比如天敵動(dòng)物的回避,代謝過程的平衡,細(xì)胞周期調(diào)控,這表明更好地理解晝夜節(jié)律的具有重要的意義。分子生物鐘是由偶聯(lián)的正、負(fù)的轉(zhuǎn)錄／翻譯反饋回路構(gòu)成。正向因子CLOCK和BMAL1蛋白形成異源二聚體,結(jié)合在E-box頂式元件上,并激活Pers (Per1, Per2和Per3)和Crys (Cry1, Cry2)基因的轉(zhuǎn)錄。然后,PER和CRY蛋白通過與BMAL1-CLOCK復(fù)合物相互作用而抑制自己的轉(zhuǎn)錄。此外,核受體REV-ERBs和RORs通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合在Bma11基因啟動(dòng)子上的RRE-box順式元件上,控制Bma11的轉(zhuǎn)錄。哺乳動(dòng)物生物鐘的系統(tǒng)有三個(gè)組成部分：輸入途徑,中央起搏器視交叉上核(SCN),輸出途徑。我的博士畢業(yè)論文的第一部分,包括第2,3和4章,主要闡述鋅指蛋白ZBTB20在生物節(jié)律中的作用。我們的研究首次發(fā)現(xiàn)鋅指蛋白ZBTB20在調(diào)控小鼠雙峰行為節(jié)律起著至關(guān)重要的作用。首先,通過基因敲除技術(shù),得到在大腦敲除Zbtb20的小鼠。表型分析發(fā)現(xiàn)Zbtb20基因敲除小鼠缺失晚上的活動(dòng),而早上的活動(dòng)有所增強(qiáng)。將小鼠放在不同光照黑暗周期里,Zbtb20基因敲除小鼠的牽引受損,尤其是表現(xiàn)在前半夜。此外,Zbtb2O基因缺失損害小鼠活動(dòng)依賴的下游節(jié)奏,例如代謝和核心體溫。其次,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)Zbtb20缺陷小鼠表現(xiàn)出類似于Prok2, Prokr2基因敲除小鼠的表型。通過分子生物學(xué)和生物化學(xué)方法分析,發(fā)現(xiàn)：與同窩野生型小鼠相比,在Zbtb20基因敲除小鼠里,Prokr2基因的RNA水平和蛋白水平都是顯著性下降。而且ZBTB20蛋白可以直接結(jié)合在Prokr2基因的啟動(dòng)子上,促進(jìn)P300蛋白介導(dǎo)的Prokr2的表達(dá)。在視交叉上核過表達(dá)PROKR2能部分恢復(fù)Zbtb20基因缺失小鼠的表型,證明ZBTB20介導(dǎo)PROKR2信號(hào)通路參與維持晚上行為節(jié)奏,并發(fā)揮重要作用。最后,結(jié)合RNA測(cè)序和蛋白質(zhì)譜鑒定的方法,我們?cè)谌蚪M水平發(fā)現(xiàn)ZBTB20多種靶向途徑,為探究神經(jīng)退行性疾病和生物鐘輸出信號(hào)改變之間的關(guān)系提供線索。我的博士畢業(yè)論文的第二部分,第5章,主要在動(dòng)物水平闡述CIPC蛋白在生物鐘的作用。先前在細(xì)胞水平的研究認(rèn)為CIPC蛋白作為新的負(fù)反饋調(diào)節(jié)元件,參與調(diào)控分子生物鐘。然而,其在有機(jī)體內(nèi)的功能未曾報(bào)道。在這個(gè)課題中,我們首次構(gòu)建CIPC基因敲除小鼠,并分析其表型。我們的工作發(fā)現(xiàn)CIPC的缺失對(duì)分子生物鐘有微弱的影響。CIPC基因敲除小鼠維持正常的生物節(jié)律。CIPC基因敲除小鼠保持正常的對(duì)光的反應(yīng)。CIPC基因敲除小鼠的外周生物鐘也沒有變化。該工作說明CIPC對(duì)于生物鐘不是必須的。
[Abstract]:Almost all organisms, from cyanobacteria to vertebrates, produce a set of biological rhythms controlled by endogenous biologic clocks. The circadian clock controls the circadian rhythm of the body's physiology and behavior to adapt to the changes in the surrounding environment, thus giving the survival advantage, such as the avoidance of the natural enemies, the balance of metabolic processes, and the regulation of cell cycles. A good understanding of the circadian rhythm is important. The molecular clock is composed of a coupled positive, negative transcription / translation feedback loop. The forward factor CLOCK and BMAL1 protein form a heterogenous two polymer, combined on the E-box top element, and activates the transcription of Pers (Per1, Per2 and Per3) and Crys (Cry1, Cry2) genes. Then, PER and CRY protein In addition, the nuclear receptor REV-ERBs and RORs control the transcription of Bma11 by competitive binding on the RRE-box cis element on the promoter of the Bma11 gene. The system of the mammalian clock has three components: the input pathway, the central pacemaker, the suprachiasmatic nucleus (SCN), and the transmission of the central pacemaker. The first part of my doctoral thesis, including chapters 2,3 and 4, mainly describes the role of zinc finger protein ZBTB20 in biological rhythms. Our study was the first to find that the zinc finger protein ZBTB20 plays a vital role in regulating the Shuangfeng behavioral rhythm in mice. First, by gene knockout technology, the brain knocks down Zbtb20. The mouse. Phenotypic analysis found that Zbtb20 gene knockout mice were absent in the evening activity and the activity in the morning increased. In the dark cycle of different light, the traction of Zbtb20 gene knockout mice was damaged, especially in the first half of the night. In addition, the Zbtb2O gene deletion damage the downstream rhythm of the activity dependent mice, such as metabolism and core body. Secondly, further study found that Zbtb20 deficient mice showed a phenotype similar to Prok2, Prokr2 knockout mice. By molecular and biochemical analysis, it was found that the RNA level and protein level of the Prokr2 gene were significantly decreased in the Zbtb20 gene knockout mice compared with the same nest wild type mice. And ZBT B20 protein can be directly combined with the promoter of the Prokr2 gene to promote the expression of P300 protein mediated Prokr2. The overexpression of PROKR2 in the suprachiasmatic nucleus can partially restore the phenotype of Zbtb20 gene deletion mice, proving that the ZBTB20 mediated PROKR2 signaling pathway is involved in maintaining night behavior rhythm and plays an important role. Finally, RNA sequencing and eggs are combined. The method of white mass spectrometry identification, we found a variety of ZBTB20 targeting pathways at the whole genome level, providing clues to explore the relationship between neurodegenerative diseases and biological clock output signals. The second part of my doctoral thesis, fifth chapters, mainly describes the role of CIPC protein in the biological clock in animal levels. The study suggests that CIPC protein, as a new negative feedback regulator, participates in the regulation of molecular biological clocks. However, its function in the organic body has not been reported. In this subject, we first constructed CIPC knockout mice and analyzed their phenotypes. Our work found that the deletion of CIPC has a weak impact on the molecular clock of the.CIPC gene knockout. In addition to maintaining normal biological rhythms in mice,.CIPC knockout mice maintain normal response to light, and the peripheral biological clock of.CIPC knockout mice has not changed. This work indicates that CIPC is not necessary for the biological clock.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：Q75

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本文編號(hào)：2004974