【摘要】：非編碼小RNA介導(dǎo)基因沉默是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的基本卻又復(fù)雜的分子機(jī)制之一。關(guān)于如何確保mi RNA/si RNA介導(dǎo)基因沉默有效進(jìn)行是非編碼RNA領(lǐng)域中的未知問題。哺乳動(dòng)物中,成熟mi RNA通過兩步剪切被加工出來。首先,primi RNA在核內(nèi)被剪切加工復(fù)合體Drosha-DGCR8剪切成pre-mi RNA。pre-mi RNA被Ran GTP-Exportin5轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)中,然后被Dicer-TARBP2復(fù)合物識(shí)別并剪切加工成雙鏈mi RNA。mi RNA進(jìn)入RISC(RNA-induced silencing complex,RNA介導(dǎo)沉默復(fù)合物)核心組成蛋白Ago2中發(fā)揮基因沉默功能。越來越多的證據(jù)表明RISC的組裝包含兩個(gè)關(guān)鍵步驟,即雙鏈mi RNA進(jìn)入RISC和雙鏈mi RNA的解旋。后一步驟中,Ago2能識(shí)別并結(jié)合mi RNA的有意義鏈,形成RISC功能中心進(jìn)一步發(fā)揮基因沉默功能,無意義鏈則被降解,而前一步驟中涉及的具體機(jī)制還有待闡明。蛋白質(zhì)翻譯后修飾是生命活動(dòng)中非常嚴(yán)格的調(diào)控層次之一。在小RNA途徑中,RNA結(jié)合蛋白修飾異常會(huì)導(dǎo)致mi RNA失調(diào)。相當(dāng)數(shù)量的研究表明,mi RNA失調(diào)會(huì)引發(fā)癌癥在內(nèi)的諸多人類疾病。RNA干擾途徑中的關(guān)鍵蛋白修飾在癌癥的發(fā)生中發(fā)揮的作用還并不為人們所知。在第一部分研究中,我們證明了TARBP2的第52位賴氨酸在體內(nèi)與體外均能發(fā)生SUMO化修飾。外周信號(hào)刺激,如生長信號(hào)刺激能激活MAPK/Erk介導(dǎo)的TARBP2磷酸化修飾并上調(diào)其SUMO化修飾,而TARBP2的SUMO化修飾又能抑制其K48連接型泛素化修飾,進(jìn)而穩(wěn)定蛋白質(zhì)。我們還發(fā)現(xiàn),在一些外界因素,如雙氧水、低氧等因素刺激下,TARBP2的SUMO化修飾程度會(huì)受到調(diào)控。在第二部分的研究中,我們發(fā)現(xiàn)TARBP2的SUMO化修飾并不影響整體mi RNA的表達(dá),但是能調(diào)節(jié)小RNA介導(dǎo)基因沉默的效率。從機(jī)制上來講,SUMO化修飾的TARBP2與Dicer一起招募了更多的Ago2來組裝成RLC(RISC-loading complex,RISC裝載復(fù)合物),這種促進(jìn)作用主要是通過TARBP2上共價(jià)連接的SUMO分子與Ago2的SIMs直接相互作用造成的。同時(shí),SUMO化修飾的TARBP2促進(jìn)了更多的mi RNA/si RNA前體進(jìn)入RLC,使得Ago2更加穩(wěn)定,也使得與Dicer-TARBP2結(jié)合的mi RNA/si RNA被有效地傳遞到Ago2中。因此,Ago2能更有效地篩選出mi RNA的有意義鏈并與之結(jié)合,形成有功能的RISC調(diào)控靶基因的表達(dá)。另外,我們還發(fā)現(xiàn)TARBP2的SUMO化修飾對(duì)于抑制腫瘤的生長與腫瘤細(xì)胞的遷移具有重要作用。本研究首次證明TARBP2能發(fā)生SUMO1介導(dǎo)的蛋白質(zhì)修飾,而且這一修飾能通過增加TARBP2與Ago2和mi RNA/si RNA前體的結(jié)合而調(diào)控小RNA介導(dǎo)的基因沉默效率�；诒狙芯咳〉玫膶�(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),我們建立了一種蛋白質(zhì)翻譯后修飾調(diào)控小RNA干擾效應(yīng)發(fā)揮的細(xì)節(jié)模型,能幫助我們更好的理解小RNA介導(dǎo)基因沉默機(jī)制。我們的研究也為闡明惡性腫瘤的發(fā)生機(jī)制提供了新的思路。
[Abstract]:Non-coding small RNA mediated gene silencing is one of the basic but complex molecular mechanisms to regulate gene expression. How to ensure mi RNA/si RNA mediated gene silencing is an unknown problem in the field of non-coding RNA. In mammals, mature mi RNA is processed by two-step shearing. In the first place, the primi RNA was shearing in the nucleus by the shear processing complex Drosha-DGCR8, and then the pre-mi RNA.pre-mi RNA was transported into the cytoplasm by Ran GTP-Exportin5. Then the Dicer-TARBP2 complex was recognized and shredded to form a double-stranded mi RNA.mi RNA into the core protein Ago2 (RNA-induced silencing complexRNA-mediated silencing complex), which functions as gene silencing. There is growing evidence that the assembly of RISC involves two key steps: the entry of double-stranded mi RNA into RISC and the unwinding of double-stranded mi RNA. In the latter step, Ago2 can recognize and combine the meaningful chain of mi RNA, and form the functional center of RISC to further exert the function of gene silencing, while the meaningless chain is degraded, but the mechanism involved in the previous step remains to be clarified. Post-translational modification of proteins is one of the very strict regulatory levels in life activities. Aberrant modification of RNA-binding proteins in small RNA pathways leads to misalignment of mi RNA. A considerable number of studies have shown that the role of key protein modifications in the RNAi pathway in many human diseases, including cancer, is unknown. In the first part of the study, we demonstrated that the 52 th position lysine of TARBP2 can be modified by SUMO in vivo and in vitro. Peripheral signal stimulation, such as growth signal stimulation, can activate MAPK/Erk mediated TARBP2 phosphorylation modification and up-regulate its SUMO modification, while TARBP2 SUMO modification can inhibit its K48 ligand ubiquitin modification and stabilize the protein. We also found that the degree of SUMO modification of TARBP2 was regulated by some external factors such as hydrogen peroxide and hypoxia. In the second part of the study, we found that the SUMO modification of TARBP2 did not affect the overall expression of mi RNA, but could regulate the efficiency of gene silencing mediated by small RNA. In mechanism, SUMO-modified TARBP2, together with Dicer, recruited more Ago2 to assemble RLC (RISC-loading complexRISC loading complex), which is mainly caused by the direct interaction between covalently linked SUMO molecules on TARBP2 and Ago2 SIMs. At the same time, the SUMO-modified TARBP2 promoted more mi RNA/si RNA precursors into RLC, made Ago2 more stable, and effectively transferred mi RNA/si RNA combined with Dicer-TARBP2 into Ago2. Therefore, Ago2 can more effectively screen out the meaningful chain of mi RNA and combine with it to form a functional RISC regulatory target gene expression. In addition, we also found that SUMO modification of TARBP2 plays an important role in inhibiting tumor growth and tumor cell migration. This study demonstrated for the first time that TARBP2 can induce SUMO1 mediated protein modification, and this modification can regulate the gene silencing efficiency mediated by small RNA by increasing the binding of TARBP2 to Ago2 and mi RNA/si RNA precursors. Based on the experimental data obtained in this study, we have developed a detailed model for the regulation of small RNA interference by post-translational modification of proteins, which can help us to better understand the mechanism of gene silencing mediated by small RNA. Our research also provides a new idea for elucidating the mechanism of malignant tumor.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：Q78;R3416

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7 ;The stability of hepatitis C virus RNA in various handling and storage conditions[A];中國輸血協(xié)會(huì)第四屆輸血大會(huì)論文集[C];2006年

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10 ;Identification and characterization of novel interactive partner proteins for PCBP1 that is a RNA-binding protein[A];中國優(yōu)生優(yōu)育協(xié)會(huì)第四屆全國學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)暨基因科學(xué)高峰論壇論文專輯[C];2008年

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本文編號(hào)：2152112