人转录因子FET家族mRNA 5’非翻译区内部核糖体进入位点结构与功能研究

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人转录因子FET家族在基因表达过程中起着重要的作用,它们参与转录、剪接、miRNA形成、RNA的运输及维持基因组的完整性等过程,具有结合DNA和RNA的能力,并且众多研究都表明该家族成员与肿瘤的发生密切相关,在多种肿瘤中都发现了FET家族蛋白异常表达的现象。通过对GenBank中FET家族mRNA信息进行分析,发现该家族mRNA的5’UTR较长且GC含量较高,同时发现该家族中EWSR1和FUS 5’UTR的二级结构较为复杂且稳定,这些都与内部核糖体进入位点(Internal Ribosomal Entry Site,IRES)的特征相似。IRES是一段特殊的核酸序列,该序列能够通过直接招募核糖体介导蛋白翻译的起始。对比已被证明具有IRES元件的NRF和XIAP的5’UTR进行二级结构的比较,发现EWSR1和FUS的5’UTR形成的二级结构与它们具有极大的相似性。进一步构建出含有FET家族5’UTR的双荧光素酶报告质粒,将它们瞬时转染至不同的细胞系中初步检测其5’UTR介导翻译的能力,结果发现EWSR1和FUS的5’UTR可以有效的介导下游萤火虫荧光素酶的表达。为检测EWSR1和FUS 5’UTR是否存在隐含启动子,构建了一系列不含SV40启动子的双荧光素酶报告质粒。通过检测萤火虫荧光素酶的表达发现FUS的5’UTR中确实具有IRES元件的存在,而EWSR1的5’UTR中则存在着隐含启动子活性。对EWSR1 5’UTR进行序列截短,结果发现其5’UTR具有两个IRES元件分别在1-165 bp(IRES A)和225-328 bp(IRES B)之间,同时还发现其隐含启动子活性主要集中在145-224 bp之间。这些发现将对探究FUS和EWSR1蛋白的表达提供新的思路和方向。为进一步研究FUS和EWSR1 IRES元件的活性中心区域,根据模拟的FUS 5’UTR和EWSR1 IRES B的二级结构,对它们进行序列截短构建出含截短片段的双荧光素酶报告质粒,检测其双荧光素酶的表达结果发现,FUS IRES元件活性中心区域为5’端21-30bp间的10个碱基;EWSR1 IRES B的活性核心区域主要在225-255 bp之间。同时针对EWSR1 IRES B的活性中心域和二级结构,设计并构建了含有该IRES元件8个突变体的双荧光素酶报告质粒,通过活性分析与二级结构的比较,发现一级碱基序列和二级结构对EWSR1 IRES B的IRES活性都有着重要的影响,同时也证明了活性中心区域对其IRES活性的重要性。深入分析FUS和EWSR1 IRES元件的活性中心调控区域发现,它们在二级结构上组成了相似的茎环结构,进一步研究发现具有相似的结构的转录因子GATA3 mRNA的5’UTR也具有IRES活性。为研究细胞胁迫条件对EWSR1和FUS蛋白表达及IRES活性的影响,本文采用低血清和化学药物紫杉醇(PTX)及顺铂(DDP)处理A2780细胞,通过Western Blot方法检测蛋白的表达。结果发现这些细胞胁迫对EWSR1蛋白的表达基本没有影响,但可刺激FUS蛋白的表达,而在这些细胞胁迫条件下FUS的IRES活性也会增强,可以推测细胞胁迫条件诱导了FUS IRES介导的翻译途径导致了其蛋白表达的增加。
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