《FASEB BioAdvances》:Exploring the BICC1 Interactome in HEK293T Cells: Insights Into RNA-Mediated Protein Networks and Biomolecular Condensates
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Bicaudal C同源物1(BICC1)是一种保守的RNA结合蛋白(RBP),在哺乳动物中主要与多囊肾病(PKD)和肾脏器官发生相关,但其在癌症等其他疾病背景下的作用仍知之甚少。研究人员通过在HEK293T细胞中以免疫共沉淀(Co-IP)纯化蛋白复合物并结合
Bicaudal C同源物1(BICC1)是一种保守的RNA结合蛋白(RBP),在哺乳动物中主要与多囊肾病(PKD)和肾脏器官发生相关,但其在癌症等其他疾病背景下的作用仍知之甚少。研究人员通过在HEK293T细胞中以免疫共沉淀(Co-IP)纯化蛋白复合物并结合质谱(MS)分析,表征了BICC1互作组,重点考察其对RNA及无菌α基序(SAM)结构域的依赖性,以鉴定与BICC1功能相关的新生物学过程。在保留RNA条件下进行的Co-IP获得更多互作蛋白,71个蛋白中有31个(约43%)仅在RNA保留条件下被鉴定到,凸显RNA在介导BICC1蛋白-蛋白互作中的关键作用。富集蛋白主要与mRNA剪接、PRMT5甲基体复合物及无膜细胞器(如生物分子凝聚体)相关。与上述发现一致,对应激细胞进行的免疫荧光(IF)实验显示BICC1与应激颗粒(SGs)标记物共定位。此外,研究人员通过免疫印迹证实了BICC1与PRMT5、STK38、PARP1及IGF2BP1的互作。
研究背景与立项依据:Bicaudal C同源物1(BICC1)作为保守RNA结合蛋白(RBP),在哺乳动物中传统认知集中于多囊肾病(PKD)与肾脏发育,但其在癌症等场景的功能机制长期空白。已有互作组数据库仅收录ANKS3、ANKS6及CCR4–NOT等少数伙伴,且不清楚互作是否受mRNA或结构域(如SAM)调控。为填补这一空白,研究人员在HEK293T细胞中系统绘制BICC1互作组,重点解析RNA与SAM结构域的调控贡献,该工作发表于《FASEB BioAdvances》。
主要技术方法概览:研究以HEK293T细胞为模型,构建Flag标签全长BICC1(FL)及缺失SAM结构域(ΔSAM)两种过表达载体,设立RNA保留(加RNase抑制剂)与RNA降解(加RNase A)两组条件进行免疫共沉淀(Co-IP),技术重复三次;洗脱复合物经SDS-PAGE短程分离、胰酶胶内酶解、C18脱盐后由nanoLC-LTQ Orbitrap XL进行DDA模式LC–MS/MS,MaxQuant定量;互作置信度采用SAINT概率评分(>0.7)联合唯一肽段过滤,并以GFP-Flag为阴性对照;下游用STRING与Cytoscape构建蛋白-蛋白互作网络(PPIN),g:Profiler做GO富集;选PRMT5、STK38、PARP1、IGF2BP1用免疫印迹正交验证;亚砷酸盐诱导应激后行共聚焦IF观察BICC1与G3BP1在应激颗粒(SGs)共定位,ImageJ算Pearson相关系数;生存分析采用Kaplan–Meier Plotter胰腺癌TCGA队列(按中位表达分层,log-rank检验)。
研究结果
3.1 确认BICC1 Co-IP的RNA与SAM依赖性及质谱鉴定蛋白:银染与免疫印迹确认BICC1(FL/ΔSAM)特异性拉下复合物;四条件(FL?、FL+、ΔSAM?、ΔSAM+)共鉴定71个高置信伙伴,Venn分析显示RNA保留使互作数上升、RNase A处理普遍降低互作数,ΔSAM在RNA保留下互作数反增;RNA保留条件独有PCBP1、IGF2BP1、KHDRBS1、PABPC1、HNRNPD等含RNA结合结构域(RBD)蛋白,证实RNA塑造互作组。
3.2 BICC1与生物分子凝聚体相关蛋白共沉淀且与应激颗粒共定位:PPIN与GO显示伙伴富集于mRNA剪接、PRMT5甲基体及无膜细胞器(SGs、P-bodies、Cajal小体);PSPredictor给BICC1相分离得分0.9919,71个蛋白中51个见于DrLLPS库;亚砷酸盐应激IF中Flag-BICC1与G3BP1在SGs共定位,ΔSAM丧失招募能力,证明SAM结构域依赖。
3.3 BICC1 Co-IP中的剪接蛋白依赖RNA存在:条件专属PPIN中高连接节点PCBP1、U2AF2、HNRNPD仅存于未加RNase A组;PUF60、NUDT21、U2AF2、SFPQ、NONO、PCBP1、PABPC1、HNRNPD等8/10剪接相关蛋白为RNA依赖,表明BICC1借RNA稳定剪接体相关RNP复合物。
3.4 BICC1伙伴的正交验证:免疫印迹确认PRMT5(SAINT=1,不依赖RNA/SAM)、IGF2BP1(ΔSAM?强信号,RNA依赖)、PARP1(ΔSAM?为主)、STK38-NanoLuc与BICC1共沉淀;PABPC1/HNRNPA1/CCT2未获特异信号。IF见BICC1-PRMT5局部共定位、BICC1-PARP1在有丝分裂前期/中期点状共定位(PCC≈0.87)。
3.5 BICC1及伙伴在胰腺癌预后意义:Kaplan–Meier Plotter胰腺癌队列中BICC1高表达(女性更显著)与PRMT5高表达(男性更显著)均伴总生存缩短(HR>2.0,log-rank p<0.05);IGF2BP1、STK38未达显著,提示BICC1-PRMT5轴具性别差异预后价值。
讨论浓缩:研究给出71个BICC1伙伴,仅CSDE1、YWHAQ、YWHAH曾见于高通量库,证明KH域可兼作蛋白结合面、SAM缺失暴露隐蔽界面使互作数上升;剪接体组分(PUF60/U2AF2/NONO/PCBP1/PABPC1)首次系于BICC1,串联PRMT5-WDR77-SNRPB甲基体(独立RNA/SAM)提示精氨酸甲基化可能修饰BICC1或相关RBP;SGs/P-bodies/Cajal小体等无膜细胞器(MLOs)蛋白占52个,BICC1凭SAM入SGs延续已知但拓展至更广相分离RNP网络;局限包括生物重复少、过表达可能引入人工互作、RNase A在裂解液中可能未完全消化受蛋白保护的RNA、未检出ANKS3/CCR4–NOT反映条件依赖性。
结论部分翻译:本研究在HEK293T细胞中对人BICC1互作组进行探索性表征,拓展了对此未被充分研究的RBP的认知。分析显示互作蛋白显著富集于mRNA剪接及PRMT5/WDR77甲基体复合物,由此鉴定出与BICC1相关的新分子通路。重要的是,BICC1互作组高度富集于生物分子凝聚体相关蛋白(包括应激颗粒、P-bodies、Cajal小体),将BICC1定位为RNA相关无膜细胞器的潜在调节者。尽管BICC1定位于应激颗粒已有报道,本发现进一步将其广泛牵涉至生物分子凝聚体的组织与调控,凸显BICC1协调细胞内RNA-蛋白组装的未探索功能维度。鉴于本研究探索性质与有限生物重复,所鉴互作应视为需后续验证的发现资源;但所建互作框架为未来解析BICC1功能调节机制及细胞稳态贡献提供基础,支持BICC1作为相分离RNA-蛋白网络整合组件、其互受RNA与特定结构域调控的模型。结合BICC1失调与癌症及神经疾病的新兴关联,后续研究对明确互作组改变如何影响疾病进展、应激响应及生物分子凝聚体病理重塑至关重要。