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真核生物的基因组是以染色质的形式存在的,染色质结构与基因的转录调控活动密切相关。基因转录前染色质结构要发生一系列的变化,以利于基因转录的起始和延伸。有两类复合物参与了染色质结构的修饰和重塑,其中一类是组蛋白乙酰转移酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)复合物,这两种酶通过对核心组蛋白进行可逆修饰来调节核心组蛋白的乙酰化水平,从而调控基因的激活或抑制;另一类是依赖ATP的染色质重塑复合物,在核小体内以ATP依赖的方式通过改变DNA与组蛋白之间的连接来改变染色质的结构。
人的染色质重塑复合物(hSWI/SNF)能够通过引起染色质结构的重塑调控基因转录活动,进而在细胞的增殖与分化、抗病毒活性及肿瘤抑制等方面起重要作用。INI1/hSNF5/BAF47是hSWI/SNF复合物的核心亚基,尽管已有很多报道证明它参与了许多基因的转录调控活动,但对其调控机制还不十分清楚。
本文旨在证实INI1/hSNF5/BAF47是否参与了CSF1和c-fos的基因转录调控,并对其分子机制进行初步探讨。在HeLa细胞中,通过瞬时转染、荧光素酶双报告系统检测、RT-PCR及RealtimeRT-PCR等实验方法,研究了INI1/hSNF5/BAF47参与CSF1基因转录的调控活动。研究结果表明,INI1/hSNF5/BAF47的过表达不仅能够促进CSF1启动子的活性,还能促进内源CSF1的基因转录。小分子干涉RNA质粒(siINI1)能明显抑制CSF1基因的启动子活性和内源CSF1的基因转录。并且,INI1/hSNF5/BAF47结构的完整性是激活CSF1启动子所必需的。这些实验结果说明,INI1/hSNF5/BAF47在CSF1基因的转录激活调控中有一定作用。对INI1/hSNF5/BAF47上调CSF1基因转录可能的机制进行的研究结果表明,INI1/hSNF5/BAF47对CSF1的转录调控作用需要染色质结构及Z-DNA结构的形成。染色质免疫共沉淀实验结果显示,INI1/hSNF5/BAF47对CSF1的转录调控依赖于在启动子序列的募集作用。
另一方面,在293T细胞中,通过一系列的共转染实验证实,INI1/hSNF5/BAF47的过表达抑制了c-fos启动子的活性和内源c-fos的基因转录。小分子干涉RNA质粒(siINI1)可以逆转INI1/hSNF5/BAF47对c-fos基因转录的抑制作用。而且,INI1/hSNF5/BAF47的两个高度重复结构域(Rpt1andRpt2)与抑制c-fos基因转录的活性有关。这些实验表明,INI1/hSNF5/BAF47在c-fos基因的转录抑制调控中有一定作用。在探讨INI1/hSNF5/BAF47抑制c-fos基因转录机制的研究中发现,由组蛋白去乙酰化酶修饰的组蛋白去乙酰化是INI1/hSNF5/BAF47介导的c-fos基因转录抑制作用所必需的。组蛋白去乙酰化酶4(HDAC4)和INI1/hSNF5/BAF47能够结合成复合物,二者的相互作用能够共同抑制c-fos的基因转录。染色质免疫共沉淀实验结果表明,INI1/hSNF5/BAF47能被募集到c-fos启动子的区域上降低组蛋白的乙酰化。以上这些实验结果说明,INI1/hSNF5/BAF47以组蛋白去乙酰化酶依赖的方式抑制了c-fos的基因转录。
综上所述,本文首次报道了INI1/hSNF5/BAF47不仅能够促进CSF1的基因转录,而且还能以组蛋白去乙酰化酶依赖的方式抑制c-fos的基因转录。本文对INI1/hSNF5/BAF47作为一个双重共调节因子参与基因转录调控的分子机制进行了初步研究,为进一步了解INI1/hSNF5/BAF47在基因转录调控中的作用和机制提供了新的资料。