北京大学揭示18S rRNA 剪切与肿瘤生长的分子机制

2016 年8 月北京大学生命科学学院郑晓峰课题组在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“The ATPase hCINAP regulates 18S rRNAprocessing and is essential for embryogenesis and tumor growth”的研究论文。首次揭示了hCINAP 蛋白调控人类细胞18S rRNA 剪切及肿瘤细胞生长的分子机制。

　　

核糖体是维持细胞生长和个体生存必不可少的细胞器。核糖体的组装是一个极为复杂且高度有序的生物学过程，其中，核糖体RNA 的修饰及剪切是核糖体合成中的重要事件, 核糖体组装相关因子的突变将导致严重的血液系统遗传性疾病并增大恶性肿瘤的发病几率。人类细胞中rRNA 剪切机制的研究尚未完善。

2016 年8 月北京大学生命科学学院郑晓峰课题组在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“The ATPase hCINAP regulates 18S rRNAprocessing and is essential for embryogenesis and tumor growth”的研究论文(DOI:10.1038/ncomms12310)。首次揭示了hCINAP 蛋白调控人类细胞18S rRNA 剪切及肿瘤细胞生长的分子机制。

hCINAP 蛋白是一个具有腺苷酸激酶和ATPase 酶活的蛋白。郑晓峰课题组发现hCINAP 通过顺次与核糖体蛋白RPS14 及核酸内切酶Nob1 相互作用，促进促进Nob1 介导的18S rRNA 前体的剪切（图1）。与hCINAP 促进18S rRNA 剪切的功能一致，本研究发现hCINAP 在人类多种癌症组织中的表达水平显著上调。hCINAP 的高表达与结肠癌患者较差的预后显著相关。在肿瘤细胞中敲低hCINAP 的表达（干涉病毒购于吉凯基因）将引发细胞周期阻滞，促进细胞凋亡，并最终抑制肿瘤细胞成瘤（图2）。hCINAP 的高表达促进核糖体组装并选择性地上调促癌相关基因mRNA 的翻译效率，从而有利于肿瘤细胞生长。

 
图1. hCINAP 参与18S rRNA 剪切的分子机理

图2. 利用吉凯基因包装的hCINAP 干涉病毒敲低细胞内hCINAP 的表达水平(A)可促进细胞凋亡(B)并抑制肿瘤生长(C)

hCINAP 在调控18S rRNA 剪切及肿瘤细胞生长中的作用为进一步揭示核糖体在人类癌症发生发展中的功能提供了重要线索。该工作得到了国家自然科学基金、北京大学蛋白质与植物基因研究国家重点实验室以及生命科学院的资助。

背后的故事：在前期的研究工作中，为了证实hCINAP 参与18S rRNA 剪切，需要将细胞内hCINAP 的表达水平敲低检测18S rRNA 加工是否有缺陷。最初我们选择在细胞内转染hCINAP 敲低的表达质粒，通过定量PCR 实验发现敲低效率很低，无法进行后续的实验。在我们遇到困难时很幸运的了解到吉凯基因在做慢病毒包装服务，我们将已知的干涉序列发给公司，很快就完成了hCINAP 干涉病毒的包装。我们将携带hCINAP-shRNA 的病毒侵染多种肿瘤细胞均获得了很好的敲低效果，利用该病毒获得了稳定敲低hCINAP 的细胞系，并顺利进行了18S rRNA 加工检测及裸鼠成瘤等体内实验，为开展hCINAP 在18S rRNA 剪切及肿瘤细胞生长中的调控作用奠定了重要基础。

了解吉凯基因动物实验服务全套解决方案：裸鼠成瘤、动物活体成像、各种动物肿瘤模型构建

作者介绍：
白冬梅，北京大学生物化学与分子生物学博士，主要研究方向：人类核糖体RNA剪切的分子机理及其与癌症等重大疾病发生发展的关系；蛋白质的翻译后修饰在细胞响应核糖体压力下的调控机理；急性早幼粒细胞白血病耐药机制研究。主要研究成果以独立第一作者身份发表在Nature Communications (IF：11.3)，Nuclear Acids Research (IF: 9.2)杂志。

原文转自：吉凯基因微信公众号