本文選題：人特異基因 + 可選擇性多聚腺苷酸化��； 參考：《云南大學》2016年博士論文

【摘要】：TBC結(jié)構(gòu)域蛋白家族是含有一段由保守的氨基酸構(gòu)成的TBC結(jié)構(gòu)域的GAP蛋白(TBC/RABGAPs),可以特異識別并調(diào)節(jié)Rab活化狀態(tài),該家族蛋白的生物學功能與細胞膜緊密相關。因此,TBC/RABGAPs在調(diào)節(jié)細胞信號傳導和細胞內(nèi)其他的活動方面發(fā)揮重要作用,特別是調(diào)控腫瘤發(fā)生發(fā)展方面起著重要作用。可選擇性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation, APA)普遍存在于真核生物中。由于APA位點的存在,基因可以通過不同的剪切引起編碼區(qū)和3'UTR的改變,從而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。因此,APA也可以認為是新基因產(chǎn)生的一種機制。通過前期的比較基因組學分析,我們發(fā)現(xiàn)在人類TBC1D8B基因可以通過APA機制產(chǎn)生兩種轉(zhuǎn)錄本(TBC1D8B-a和-b轉(zhuǎn)錄本),TBC1D8B-a在哺乳動物中廣泛存在,TBC1D8B-b是人特異的。但是TBC1D8B的兩個轉(zhuǎn)錄本的生物學功能尚不清楚。首先,我們篩選出適用于qPCR分析中最適內(nèi)參基因ACTB,應用于后續(xù)的基因相對表達量研究；接下來,我們對TBC1D8B-a和-b轉(zhuǎn)錄本的功能開展系統(tǒng)地研究,結(jié)果顯示：(1)由插入序列產(chǎn)生的TBC1D8B-b的3'UTR的序列無論是在不同人群,還是在不同的疾病組中,這段序列無任何突變位點,是高度保守的,提示可能具有重要的生物學功能；(2)實驗驗證了TBC1D8B-b以及編碼的蛋白Tbc1d8b-b是人類特有的；(3) TBC1D8B基因的兩個轉(zhuǎn)錄本在人類大多數(shù)正常組織或細胞中均有表達,而且TBC1D8B-a基因在前列腺癌、結(jié)直腸癌、肺癌中的表達顯著高于正常組織；(4) TBC1D8B-a顯著促進細胞增殖和DNA合成,加速細胞周期進程,提高細胞遷移和浸潤能力,具有原癌基因的特征；當TBC1D8B-a活性中心位點突變(Arg538Lys和Gln573Leu)后,上述的功能全部喪失,表明TBC1D8B-a基因的功能依賴于其TBC domain的活性；(5)野生型TBC1D8B-b對細胞增殖、細胞周期進程和細胞遷移無明顯影響,但是,當TBC domain的活性位點突變(Arg538Lys和Gln573Leu)后,會顯著促進細胞增殖、細胞周期進程和細胞遷移；(6)利用高通量測序技術,我們分析了過表達TBC1D8B-a-wt, TBC1D8B-a-mt, TBC1D8B-b-wt和TBC1D8B-b-mt細胞株的轉(zhuǎn)錄組,預測了野生型TBC1D8B-a和突變型TB1C1DB-b可能的信號通路,發(fā)現(xiàn)兩個轉(zhuǎn)錄本可能參與不同的信號通路。本研究是首次對TBC1D8B基因兩個轉(zhuǎn)錄本開展的功能研究,不僅豐富了我們對TBC結(jié)構(gòu)域蛋白家族的認識,而且增加了對人特異基因的起源及功能的認識,可能為癌癥或疾病的診斷和治療提供新的靶點,進一步可能為癌癥或疾病的預防提供新的思路。
[Abstract]:The TBC domain protein family is a gap protein (TBC / RABGAPs) consisting of a conserved amino acid domain, which can specifically recognize and regulate the activation of Rab. The biological function of TBC domain protein is closely related to the cell membrane. Therefore, TBC / RABGAPs play an important role in regulating cell signal transduction and other cellular activities, especially in the regulation of tumorigenesis and development. Selective polyadenosylated (alternative polyadenylation, (APA) is commonly found in eukaryotes. Because of the existence of APA sites, genes can produce different transcriptional products by changing the coding region and 3UTR through different splicing. Therefore, APA may also be considered as a mechanism for the production of new genes. By previous comparative genomics analysis, we found that human TBC1D8B gene can produce two kinds of transcripts (TBC1D8B-a and -b transcripts) through the APA mechanism. TBC1D8B-a is widely present in mammals and TBC1D8B-b is human specific. However, the biological functions of the two transcripts of TBC 1 D 8 B are unclear. First, we screened the most suitable internal reference gene ACTB for qPCR analysis, and applied it to the subsequent studies of relative gene expression. Then, we systematically studied the function of TBC1D8B-a and -b transcripts. The results showed that: (1) the 3UTR sequence of TBC1D8B-b produced by the insertion sequence was highly conserved, no matter in different population or in different disease groups, indicating that it may have important biological function; (2) TBC1D8B-b and the encoded protein Tbc1d8b-b are unique to human beings. (3) the two transcripts of TBC1D8B gene are expressed in most human normal tissues or cells, and TBC1D8B-a gene is expressed in prostate cancer and colorectal cancer. (4) TBC1D8B-a significantly promoted cell proliferation and DNA synthesis, accelerated cell cycle progression, enhanced cell migration and infiltration, and had the characteristics of proto-oncogene, after TBC1D8B-a mutation (Arg538Lys and Gln573Leu). All the above functions were lost, indicating that the function of TBC1D8B-a gene depended on the activity of TBC domain. (5) the wild-type TBC1D8B-b gene had no significant effect on cell proliferation, cell cycle progression and cell migration. However, when the active site mutation of TBC domain (Arg538Lys and Gln573Leu) was observed, TBC1D8B-b had no significant effect on cell proliferation, cell cycle progression and cell migration. (6) by using high-throughput sequencing, we analyzed the transcriptional pathways of overexpression of TBC1D8B-a-mt, TBC1D8B-b-wt and TBC1D8B-b-mt cells, and predicted the possible signaling pathways of wild-type TBC1D8B-a and mutant TB1C1DB-b. Two transcripts may be involved in different signal pathways. This is the first functional study of two transcripts of TBC1D8B, which not only enriches our understanding of the TBC domain protein family, but also increases our understanding of the origin and function of human specific genes. It may provide new targets for the diagnosis and treatment of cancer or disease, and further provide new ideas for the prevention of cancer or disease.
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R394

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本文編號：2070841