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明星转录因子ZBED6的前世今生

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明星转录因子ZBED6的前世今生

发布日期:2019-12-06 作者:爱基百客 点击:

欢迎参观第二十次全国动物遗传育种学术讨论会

武汉爱基百客A13展台

说到当今社会什么最贵,不是人才,而是猪肉。对于猪的生长发育而言,其肌肉生长、脂肪沉淀是重要的生命过程。那么在这个过程中,关键基因的挖掘就十分的重要。其中一个重要的转录因子就是今天的主角ZBED6,其实它不但是这篇文章的主角,也是第二十次全国动物遗传育种学术讨论会的主角。吴江维老师、王丹丹老师、曾武老师都将针对ZBED6转录因子分享自己最新研究成果。那么,ZBED6是如何被发现呢?他的作用到底怎么实现呢?说到这个问题就必须要提到发表于PLos Biology上的ZEBD6的重要文献ZBED6, a Novel Transcription Factor Derived from a Domesticated DNA Transposon Regulates IGF2 Expression and Muscle Growth,该文章系统介绍了ZBED6的功能机制。


提到ZBED6之前就必须要提到另一个关键基因IGF2(insulin-like growth factor 2),之前的报告显示,(IGF2)突变,即从G到A的转变,破坏了与未知阻遏因子的相互作用,导致骨骼肌IGF2表达上调3倍,突变等位基因的父系表达增加了骨骼肌的质量,从而增加了3%-4%的肉产量。那么这个未知阻遏因子到底是什么,就引起了大家的兴趣。该表报道作者利用EMSA、荧光素酶瞬时报告系统、野生型和突变体的生物素标记亲和捕获、SILAC(stable isotope labeling of amino acids in culture)技术获得了未知的阻遏因子。对捕获的未知阻遏因子进行质谱以及生信分析,发现其是Zc3h11a基因的可变剪切造成的,对其结果分析发现其含有BED domain,且因为是鉴定到的第六个哺乳动物中含有BED domain的蛋白,因此将其命名ZBED6。对,那个未知阻遏因子就是我们的主人公ZBED6。随后通过EMSA实验,证明其确实结合了IGF2,也确实不能结合IGF2。

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图1:ZBED6的鉴定


随后对ZBED6进行表达模式分析,通过Northern Blot 和RT-qPCR发现其广泛分布于各个组织且与Zc3h11a共表达。

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图2:Zbed6表达模式


利用小鼠C2C2细胞,通过融合GFP标签对ZBED6进行细胞定位,发现其定位至细胞核核仁。

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图3:ZBED6定位至核仁


通过siRNA沉默,作者证明了ZBED6结合了IGF2的重要数量性状核苷酸位点(QTN),siRNA沉默后,Zbed6基因表达下降,通过双荧光素酶以及ChIP-qPCR(图4C)证明其结合了IGF的QTN位点,对IGF2基因的表达以及细胞分化和细胞数进行统计,证明Zbed6的沉默与IGF2的表达增加、细胞增殖增加和伤口愈合加快相关。

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图4:沉默Zbed6证明其结合Igf2 QTN位点


目的蛋白功能解析怎么少得了ChIP-seq呢,作者对ZBED6蛋白进行ChIP-seq,旨在寻找Igf2以外的靶基因。作者利用小鼠C2C12细胞,进行ChIP-seq实验,结果表明在QTN位点,ZBED6有着明显的结合,该结果与预期一致(图5A)。对ZBED6motif进行分析,其也与QTN位点一致(图5 B)。对其TSS分布进行探究,peak主要基因在TSS上下游5K范围,暗示了其结合启动子且沉默的功能(图5 C、D)。对其peak关联基因进行分析,与发育、生物过程调控、转录调控、细胞分化、形态发生、神经发生、细胞-细胞信号传导和肌肉发育相关的基因在该列表中都高度富集(图5 E、G)。并对其下游靶基因编码的转录因子进行了分析(图5 F)。

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图5:ChIP-seq探究ZBED6功能


ZBED6前世的故事到此就告一段落,其实我们回头看,这篇文章符合一个经典的蛋白研究案例,从蛋白的捕获,结构分析、同源性分析、定位分析阐述其基本信息。随后对其表达模式进行分析,同时利用构建的突变体或者过表达材料从形态学阐述其功能,最后通ChIP-seq探究其靶基因,结合形态学,从而构建目的蛋白调控下游靶基因从而调控生命过程一整套调控机制,完整阐述其生命功能。


动物遗传育种大会


第二十次全国动物遗传育种学术讨论会正在广州如火如荼的开展,武汉爱基百客也应邀参会,A13展台欢迎您的光临,如果您手里也有重要的功能蛋白却无从下手,欢迎莅临A13展位,说不定下一次讨论会的主角就是您的目的蛋白。



本文网址:http://www.igenebook.com/news/495.html

关键词:ChIP-seq,EMSA,转录因子

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