针对组蛋白甲基化修饰基因编码FRET荧光探针的开发与应用
作者单位：中国科学技术大学生命科学学院
会议名称：《第十届全国化学生物学学术会议》
会议日期：2017年
学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071007[理学-遗传学]
关 键 词：基因编码FRET荧光 组蛋白甲基化 有丝分裂 PRMT1
摘 要：细胞通过蛋白质的翻译后修饰动态调节蛋白质的结构和功能。在染色体上被DNA缠绕的组蛋白通过其翻译后修饰的变化调控着细胞核内染色体的结构和基因的表达,这些修饰包括甲基化、乙酰化和磷酸化等,主要发生在组蛋白的N端尾巴上[1]。组蛋白精氨酸甲基化转移酶(PRMTs)介导的组蛋白精氨酸甲基化修饰水平变化调控基因的转录水平,控制着细胞的增殖分化与凋亡等生命过程[2]。组蛋白精氨酸甲基化修饰水平异常与多种癌症的发生相关[3-4]。因此,开发在细胞水平实时动态、可视化观测组蛋白甲基化修饰变化的荧光探针对于癌症的早期发现与发病机制的探究有着重要的意义。本工作设计并构建了可实时动态观测活细胞内组蛋白H4R3位点甲基化水平变化的基因编码FRET荧光探针。通过荧光显微镜成像,观察到该探针在HeLa细胞中可以正常表达并实现细胞核定位;通过PRMT1特异性抑制剂处理,证明其对HeLa细胞中组蛋白H4R3甲基化修饰水平变化具有较高的响应效率。完成功能验证后我们进一步利用该探针观测到了细胞有丝分裂过程中不同时期H4R3位点甲基化水平的周期性变化。本工作为探究细胞有丝分裂过程中组蛋白甲基化修饰变化的机制及意义以及组蛋白甲基化修饰异常与癌症之间的关系提供了新的有力工具。