RBM24的细胞生物学功能初探

作     者：李伟 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐志刚

授予年度：2019年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071009[理学-细胞生物学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 090102[农学-作物遗传育种] 

主      题：RNA结合蛋白 RBM24 应激颗粒 酵母双杂交 

摘      要：RBM24是一个RNA结合蛋白,它可以参与调节mRNA的剪接和稳定性,对细胞的命运决定具有重要的作用。研究表明RBM24可以特异地结合到mRNA的3’-UTR区从而调控基因的稳定性。比如,RBM24可以调控Myog、p21和p53的表达。过表达的RBM24可以增加Myog和p21在细胞中的寿命,降低p53的表达。反过来,敲低Rbm24会降低Myog和p21的寿命,但增加p53在细胞中的表达。目前RBM24的研究主要集中在心脏和肌肉中,RBM24的缺失会导致小鼠心脏发育不全和横纹肌分化受损,这可能是因为RBM24的缺失导致心脏中许多剪接事件受阻所致。我们在研究中发现RBM24在小鼠内耳的前庭和听毛细胞中高表达,这提示RBM24可能在平衡和听觉中也发挥着重要作用。RBM24作为一个重要的RNA结合蛋白,它在细胞中可以与许多不同的蛋白相互作用,从而发挥不同的生物学功能。为了进一步探讨RBM24的功能,我们利用酵母双杂交筛选RBM24的潜在作用蛋白。我们得到了三个RBM24的结合蛋白,分别是RBM38、RBFOX2和GPATCH8。其中RBFOX2是一个RNA结合蛋白,它不仅可以参与调节mRNA的剪接和稳定性,而且可以参与应激颗粒(Stress granules,SG)的形成。RBM24作为一个多功能蛋白,它在细胞质中可以参与调节mRNA的稳定性,在细胞核中可以影响pre-mRNA的剪接。此外,研究表明一些RNA结合蛋白,比如G3BP1和TIA-1均可以参与应激颗粒的形成。而且,我们发现过表达的RBM24在细胞质中也会出现类似应激颗粒的点状聚集,这些均提示RBM24可能与应激颗粒存在一定联系。应激颗粒指真核细胞在遭受极端环境时,比如热休克、病毒感染、氧化应激、和亚砷酸盐等,细胞内的mRNA会暂停翻译,一系列的蛋白会与暂停翻译的mRNA聚集在一起,在细胞质中所形成的致密颗粒物。应激颗粒是细胞面对恶劣环境时所产生的一种适应性调节机制,它由一系列蛋白和mRNA组成,因此应激颗粒的功能之一是储存或释放mRNA,从而对mRNA的翻译进行调控。此外,应激颗粒在许多生理、病理过程中发挥重要作用,例如细胞凋亡、炎症反应、病毒侵染和神经退行性疾病。但是,应激颗粒形成的准确机制仍不清楚。我们对体外培养的细胞进行应激处理,发现不论是内源还是外源的RBM24均可进入应激颗粒。而且,我们还发现RBM24可以与应激颗粒的标志蛋白G3BP1直接相互作用。之后,在RBM24敲除小鼠的MEF细胞中,我们发现应激颗粒的形成并没有受到明显的影响。因此,我们推测在细胞发生应激时,RBM24可能是通过结合G3BP1而进入应激颗粒,但其本身并不是应激颗粒形成的关键组分。但由于时间关系,我们并没有对RBM24调控应激颗粒形成的机制进行深入的研究。此外RBM24作为一个RNA结合蛋白,它可以将哪些mRNA带入应激颗粒?以及这些mRNA进入应激颗粒后对细胞的影响又是什么?这是我们在接下来的研究中需要进一步探索和讨论的问题。