研究揭示斑馬魚RNR酶基因表達調控機制

日期：2011-09-20 08:11:41

近日來自中國科學院水生生物研究所的研究人員在新研究中揭示斑馬魚核糖核酸還原酶基因表達的調控機制，相關研究論文發表于8月24日發表在《公共科學圖書館—綜合》（PLoS ONE）上。

領導這一研究的是中國科學院水生生物研究所崔宗斌研究員，其1998年在中國科學院水生生物研究所取得博士學位，之后曾在美國明尼蘇達大學從事魚類胚胎發育和分子生物學研究，獲美國和國際專利1項。2006年1月入選中國科學院“百人計劃”，在水生生物研究所組建環境基因組學學科組。該研究工作主要由博士研究生商漢橋等完成，得到國家863、國家自然科學基金和“百人計劃”擇優項目的資助。

核糖核酸還原酶(Ribonucleotide reductase, RNR)是合成脫氧核糖核苷三磷酸的限速酶，在細胞內DNA合成和修復過程中起關鍵作用。有生物活性的RNR全酶為大亞基α和小亞基β組成的異四聚體α2β2。人體細胞具有一個大亞基RRM1和2個小亞基（RRM2和p53R2）。現有研究結果顯示，RNR亞基的表達異常與包括癌癥、線粒體耗竭綜合癥等在內的多種人體疾病密切相關。

研究人員在此前對斑馬魚p53R2的表達調控及其在DNA修復和合成中的作用相關研究成果的基礎上，深入研究了斑馬魚RRM2基因表達的轉錄調控、轉錄本可變剪切和多聚A位點選擇。經研究發現：1）RRM2的表達由三個不同的啟動子調控，可產生具有不同5’末端的六個轉錄剪切體；2）近端啟動子包含一個保守的E2F結合位點和2個CCAAT盒，參與RRM2在細胞周期中的轉錄表達；3）遠端啟動子可特異地受DNA損傷誘導激活，產生四個轉錄剪切體；4）新發現兩個轉錄剪切體，編碼兩個N端缺失KEN盒的RRM2亞型，它們主要分布在細胞質，可與RRM1相互作用。

這些結果顯示了斑馬魚細胞內存在復雜的機制，嚴格調控RRM2在細胞周期和基因毒性應激（Genotoxic stress）條件下的差異表達。