分享自:

RNA结合蛋白Vigilin在基因沉默、基因组稳定性和自闭症相关疾病中的多功能性

期刊:Journal of Biological ChemistryDOI:10.1016/j.jbc.2023.102988

本文由Arjamand Mushtaq、Ulfat Syed Mir和Mohammad Altaf共同撰写,来自印度克什米尔大学跨学科研究与创新中心,发表于2023年2月8日的《Journal of Biological Chemistry》期刊上。这篇综述文章探讨了RNA结合蛋白(RNA-binding proteins, RBPs)中的Vigilin在基因沉默、基因组稳定性以及自闭症相关疾病中的多重功能。

学术背景

RNA结合蛋白(RBPs)在真核生物基因表达和基因组稳定性的调控中起着关键作用。Vigilin是一种含有KH结构域(K homology domain)的RNA结合蛋白,广泛参与RNA运输与代谢、胆固醇代谢、染色体分离、异染色质形成、DNA修复以及癌症发生等多种生物学过程。Vigilin在基因沉默和DNA双链断裂修复中的重要作用已被多项研究所证实。本文旨在综述Vigilin在基因表达、基因组组织、癌症和自闭症相关疾病中的多重功能,并探讨其在这些过程中的分子机制。

主要内容

1. Vigilin在异染色质基因沉默中的作用

异染色质是真核生物基因组中高度浓缩、转录不活跃的区域,其形成和维持对基因表达和染色体分离至关重要。Vigilin在多种生物中被证明与异染色质基因沉默相关。例如,在裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中,Vigilin通过与H3K9甲基转移酶Clr4相互作用,促进异染色质的形成。Vigilin的缺失会导致H3K9甲基化水平降低,进而影响异染色质的稳定性。类似的现象也在果蝇和人类细胞中被观察到,表明Vigilin在异染色质基因沉默中的功能在进化上是保守的。

2. Vigilin在基因组稳定性中的作用

基因组稳定性是细胞正常生理功能的基础,DNA损伤修复是维持基因组稳定性的关键过程。Vigilin在DNA双链断裂修复中发挥重要作用,特别是在同源重组(homologous recombination, HR)修复途径中。研究表明,Vigilin缺失的细胞对DNA损伤剂(如电离辐射和顺铂)表现出更高的敏感性,且DNA修复蛋白(如BRCA1和RAD51)的募集受到抑制。Vigilin通过组蛋白乙酰化依赖的方式被募集到DNA损伤位点,并促进修复蛋白的招募,从而确保DNA损伤的有效修复。

3. Vigilin在癌症中的作用

Vigilin在多种癌症中表现出双重作用,既可以作为肿瘤抑制因子,也可以作为肿瘤促进因子。例如,在乳腺癌中,Vigilin通过调控原癌基因c-fms的表达,抑制肿瘤细胞的侵袭和转移。然而,在肝细胞癌(HCC)和小细胞肺癌(SCLC)中,Vigilin的过表达与肿瘤细胞的增殖和转移密切相关。Vigilin的调控机制可能依赖于其翻译后修饰,这些修饰决定了Vigilin在肿瘤发生中的具体作用。

4. Vigilin在自闭症谱系障碍中的作用

自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorders, ASD)是一种常见的神经发育障碍,Vigilin的单倍体不足与ASD相关。研究表明,Vigilin在ASD患者的淋巴母细胞系中表达显著下调,且Vigilin与脆性X智力低下蛋白1(FMR1)在结构上具有相似性。Vigilin的缺失可能导致mRNA运输异常,进而引发ASD相关的表型。此外,ASD患者的神经祖细胞(NPCs)表现出DNA双链断裂的增加,特别是在长基因中,这可能是由于Vigilin单倍体不足导致的DNA修复缺陷。

结论与未来展望

Vigilin作为一种进化上保守的RNA结合蛋白,在染色体分离、异染色质形成、mRNA稳定性、RNA运输与代谢以及DNA损伤修复等多个生物学过程中发挥重要作用。尽管已有大量研究揭示了Vigilin的多种功能,但其在不同细胞环境中的具体调控机制仍不清楚。未来的研究应着重探讨Vigilin的域结构如何影响其定位和功能,以及其在三维基因组组织和DNA修复中的具体作用。此外,Vigilin在癌症和自闭症相关疾病中的双重作用也值得进一步研究,以揭示其在疾病发生中的具体机制。

研究亮点

  1. 多功能性:Vigilin在基因沉默、基因组稳定性、癌症和自闭症相关疾病中表现出多重功能,展示了其在细胞生物学中的广泛作用。
  2. 进化保守性:Vigilin的功能在从酵母到人类的多种生物中高度保守,表明其在细胞过程中的重要性。
  3. DNA修复机制:Vigilin在同源重组修复中的关键作用为理解DNA损伤修复的分子机制提供了新的视角。
  4. 疾病关联:Vigilin在癌症和自闭症中的双重作用揭示了其在疾病发生中的复杂调控机制。

总结

本文综述了Vigilin在基因沉默、基因组稳定性、癌症和自闭症相关疾病中的多重功能,揭示了其在细胞生物学和疾病发生中的重要作用。未来的研究将进一步揭示Vigilin在不同细胞环境中的具体调控机制,并为相关疾病的治疗提供新的思路。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com