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黄羽、许丰雯等在《POLS Genetics》发表关于宿主限制因子MxB抑制LINE-1逆转座分子机制的研究成果
转座子(transposons)是一类可移动的核酸重复序列元件,在人类基因组中约占比40% 。LINE-1(Long interspersed element type 1)是人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子,LINE-1在人基因组中有近500,000个拷贝,约占基因组总量的17%,此外它还可以协助不具有自主转座能力的转座子SINEs(Short interspersed elements)进行转座,这些转座的发生影响基因组中其他基因的表达或调控,为基因组损伤和遗传突变提供了更多可能性。因此,宿主进化出了一系列严密的监控机制,来防止LINE-1的异常活跃。
一系列的抗病毒宿主限制因子对于LINE-1的逆转座有重要的调控作用,例如APOBEC3,SAMHD1,MOV10,ZAP,RNASEL,TREX1等利用不同的机制抑制LINE-1逆转座活性。宿主限制因子Mx(myxovirus resistance protein)家族是受干扰素诱导调节的ISGs,包括MxA和MxB两类成员。MxA抑制病毒研究起始较早,包括influenza A virus,vesicular stomatitis virus,LaCrosse virus和hepatitis B virus等,近些年研究相继发现了MxB可以抑制HIV-1、HSV-1,HCV等病毒复制,并将其抗病毒机制进行了更深入的研究。
MxB不仅可被干扰素诱导表达,在多种细胞中也存在一定量的基础表达。本研究首先通过构建稳定过表达或敲除内源MxB的HeLa细胞系,检测CMV-L1-neoRT报告系统和内源LINE-1的mRNA以及蛋白质水平,确认了MxB对于LINE-1的调控作用。并且,MxB能够明显下调LINE-1逆转座所引起的基因组损伤。通过免疫荧光共聚焦显微镜,发现当稳定过表达MxB时,细胞核内的LINE-1 RNP基本不可见;通常情况下,MxB定位于细胞核膜区域, 但当过表达CMV-L1-neoRT报告系统或ORF1p时,会在细胞质中出现MxB和LINE-1 RNP的复合聚集物。此聚集物与应激颗粒的标志物G3BP1和TIA1出现共定位。进一步利用siRNA敲低G3BP1或TIA1后,MxB抑制LINE-1的能力受到明显影响。这也是首次通过LINE-1的活性调控,将MxB的生理功能与应急颗粒进行了关联。
研究成果发表在《PLOS Genetics》杂志,题目“MxB inhibits long interspersed element type 1 retrotransposition”。我所黄羽博士、许丰雯副研究员为论文的共同第一作者,郭斐研究员和梁臣研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到了中国医学科学院医学与健康科技创新工程,国家重点研发计划,国家自然科学基金等项目的支持。
图. MxB抑制LINE-1逆转座子