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肌动蛋白广泛存在于细胞核中,参与细胞核内的许多生命活动,例如染色质重塑,mRNA加工与输出、基因转录等。众多前人实验证据表明细胞核内肌动蛋白是RNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ所介导的高效率转录所必需的。细胞核肌动蛋白似乎在转录过程的许多步骤中都起作用,尤其是在转录复合物的起始聚集和转录延伸中。然而,对于细胞核肌动蛋白参与这些过程的机制还不是很清楚,至今为止,还没有明确证据表明在基因转录过程中,肌动蛋白是如何与转录调控因子之间进行协调的。
肿瘤抑制蛋白P53,是细胞内功能的一个关键调节子,应答于众多外界刺激信号,通过调节下游基因的转录引发多种类型细胞的细胞周期阻断或细胞凋亡。由于P53的半衰期短,在不受刺激时,细胞内P53维持较低的水平。受到细胞外刺激,P53稳定性提高,使该蛋白聚集核内,作为转录因子被活化。P53的稳定性或活化很大程度上是由转录后修饰所介导的,例如磷酸化、乙酰化,也可通过蛋白质间的相互作用。
本论文证明了肌动蛋白能够和转录调节因子P53在体内和体外相互作用。荧光素酶双报告实验显示蛋白质间相互作用导致了P53介导的下游基因p21、mdm2和pG13的转录抑制。我们通过凝胶迟滞和染色质免疫沉淀实验证明,肌动蛋白依赖于P53存在于p21基因的启动子上,过表达肌动蛋白抑制P53在该启动子应答元件上的结合,从而导致了该区域的组蛋白H3和H4乙酰化水平的降低。进一步的实验研究显示,过表达肌动蛋白并没有影响P53的转录后修饰;然而,细胞松弛素D却能够活化含有野生型P53的细胞中的p21基因的转录。
肌动蛋白相关蛋白BAF53,作为染色质重塑复合物和组蛋白乙酰转移酶复合物的一个组分,已经被证实对人类细胞的生存是必需的,并且在P53介导的基因转录过程中扮演着重要的角色。在本论文中,我们的实验结果显示,BAF53能够和P53相互作用并且影响P53介导的下游p21基因的转录。我们通过染色质免疫沉淀,荧光素酶双报告和免疫印迹等实验证明,BAF53能够依赖P53存在其介导的p21基因转录复合物中并影响着P53与应答元件的结合,这种结果的产生是部分由于BAF53影响P53的乙酰化水平所致。此外,肌动蛋白和BAF53以BRG1非依赖的方式调控P53的转录活性。
本文研究了肌动蛋白和BAF53通过与P53的相互作用参与P53介导的p21基因转录调控的分子机制,为研究细胞核内肌动蛋白和肌动蛋白相关蛋白与转录因子的关系提供了新的视点,为进一步研究细胞核肌动蛋白和肌动蛋白相关蛋白的功能奠定了基础。