精氨酸甲基转移酶CARM1促进基因转录调控的分子机制的研究

论文摘要

精氨酸甲基转移酶4（Protein Argine Methyltransferase4, PRMT4）又被称为共激活因子相关的精氨酸甲基转移酶1（Coactivitor-Associated Arginine Methyltransferase1, CARM1）,属于PRTM家族中的Ⅰ型蛋白成员,可催化精氨酸侧链的ω-N形成非对称二甲基化的精氨酸（asymmetric ω-NG,N’G-dimethylarginine, aDMA）。CARM1可甲基化组蛋白H3氮端的2、17和26号位,碳端的128、129、131、134号位以及H2A上的精氨酸。其中H317号位（R17）和26号位（R26）精氨酸是CARM1的主要催化位点并继而影响基因的转录激活。CARM1甲基化H3R17/H3R26后,是如何促进基因转录的分子机制目前尚不清楚。本文正是以此为切入点,研究CARM1促进基因转录调控的分子机制。首先,通过体外的Hela NE-pull down实验,我们发现,体外合成的组蛋白H3肽段N端的R17及R26位点经过双甲基化修饰且其乙酰化位点也同时被修饰后（Ac/mR-H3）,与对照组H3多肽相比,一些转录共抑制因子与其的结合量大大下降。这些转录共抑制因子主要包括NuRD复合物中的一些组分以及TIF1家族中的成员。我们推测CARM1甲基化H3R17及R26位点后,通过排斥这些转录共抑制因子的结合或促进它们的解离来促进转录。然后,通过western blot的方法检测CARM1敲除型小鼠MEF细胞及CARM1被Knock-down的Hela细胞中这些转录共抑制因子与染色质的结合情况。与对照组相比,CARM1被敲除或Knock-down后,这些转录共抑制因子与染色质的结合升高了；并且,其细胞内总的乙酰化水平也降低了。通过荧光素作为报告基因,我们发现过表达CARM1可显著促进PREP7-MMTV-luciferase基因的表达。利用染色质免疫共沉淀（Chromatin IP）的方法,我们发现CARM1过表达的细胞中,结合在报告基因启动子区域的这些转录共抑制因子的水平低于未转染CARM1的细胞。因此,CARM1促进基因转录的机制之一可能是通过排斥一些转录共抑制因子与转录起始复合物的结合或促进转录共抑制因子与其解离来实现的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 一、组蛋白密码
• 二、精氨酸的甲基化修饰
• 三、精氨酸甲基转移酶CARM1的研究进展
• 四、总结
• 第二章 实验材料及实验方法
• 一、实验材料
• 二、实验方法
• 第三章 实验结果
• 第一节 组蛋白精氨酸甲基转移酶CARM1促进基因转录分子机制的提出
• 第二节 CARM1野生型及敲除型MEF细胞株的鉴定及CARM1促进基因转录的假设的验证
• 第三节 CARM1被沉默表达后对其促进基因转录激活假设的验证
• 第四节 CARM1能够通过降低转录共抑制因子与启动子的结合来促进基因的转录
• 第四章 总结与讨论
• 缩略语
• 参考文献
• 致谢