超高分辨成像技术研究细胞内长链非编码RNA-HOTAIR与蛋白质相互作用

Numerous long non-coding RNAs (lncRNAs) were found to play significant roles in cancer progression. LncRNA HOTAIR (HOX antisense intergenic RNA) is dys-regulated in various kinds of cancer cells, and HOTAIR expression level in primary tumours is a powerful predictor of eventual metastasis and death. HOTAIR is highly structured, it can bridges together two different chromatin modifying complexes to.target genes to coordinately alter the chromatin state and enforce gene silencing. A full understanding of HOTAIR-protein interactions during the cancer invasion and metastasis is essential but still far beyond completion. In this proposal, based on the technique of protein-fragment complementation and fluorescent protein mIrisFP with photoactivatable and photoswitchable fluorophore, we will attempt to.build a new fluorescent mIrisFP-based trimolecular fluorescence complementation (TriFC) system for STORM/PALM super-resolution fluorescence technique for imaging HOTAIR-protein interactions. Then, the newly constructed mIrisFP-TriFC system will be used for super-resolution fluorescence imaging lncRNA-protein interactions, and shed light on understanding and predicting lncRNA-protein interactions in cells.

长链非编码RNA(lncRNA)是一种转录本长度超过200个核苷酸的RNA,具有复杂的生物学功能.HOTAIR (HOX antisense intergenic RNA)是一种与多种肿瘤的发生发展和转移有关的lncRNA. HOTAIR可以通过与关键蛋白发生相互作用而行使功能，原位、精细、可视的解析HOTAIR-蛋白质相互作用能更好地理解其分子作用机制。然而目前lncRNA-蛋白质相互作用的可视化研究仍缺乏有效的方法和手段。本申请拟结合蛋白片段互补技术和光控mIrisFP荧光蛋白的性能，拆分构建mIrisFP三分子荧光互补系统，建立用于lncRNA-蛋白质相互作用细胞内STORM/PALM超高分辨成像分析的新方法,进一步通过在纳米尺度可视化分析细胞内HOTAIR与蛋白质的相互作用，明确HOTAIR与其相互作用蛋白精确的亚细胞定位以及空间相互作用关系,阐明其相互作用的分子机制.

长链非编码RNA(lncRNA)是一种转录本长度超过200个核苷酸的RNA,具有复杂的生物学功能.HOTAIR (HOX antisense intergenic RNA)是一种与多种肿瘤的发生发展和转移有关的lncRNA. HOTAIR可以通过与关键蛋白发生相互作用而行使功能，原位、精细、可视的解析HOTAIR-蛋白质相互作用能更好地理解其分子作用机制。然而目前lncRNA-蛋白质相互作用的可视化研究仍缺乏有效的方法和手段。. 通过结合蛋白片段互补技术和光控mIrisFP荧光蛋白的性能，拆分构建mIrisFP三分子荧光互补系统，建立用于lncRNA-蛋白质相互作用细胞内STORM/PALM超高分辨成像分析的新方法,进一步通过在纳米尺度可视化分析细胞内HOTAIR与蛋白质的相互作用，明确HOTAIR与其相互作用蛋白精确的亚细胞定位以及空间相互作用关系,阐明其相互作用的分子机制。. 本课题通过相互作用组学的策略，系统地鉴定了HOTAIR的相互作用蛋白；同时构建并优化了适用于长链非编码 RNA-蛋白质相互作用成像的mIrisFP三分子荧光互补系统，并对其成像效果和可靠性进行评价，实现mIrisFP三分子荧光互补系统在活细胞内成像；进而利用该mIrisFP 三分子荧光互补系统检测YBX1蛋白与HOTAIR的相互作用，并将该系统与光激活定位显微成像技术（PALM）相结合，实现长链非编码 RNA- -蛋白的相互作用在纳米尺度上的成像；首次发现 HOTAIR可调控YBX1的入核，结合功能实验结果，提出了HOTAIR与YBX1相互作用调控肿瘤细胞增殖的新的分子机制；建立了完整的功能蛋白质组学方法研究非编码RNA分子作用机制的技术方法和平台. 相关研究成果已在Molecular & Cellular Proteomics杂志发表。人民网,新华网,科学网,中科院网站和新浪,搜狐等众多主流媒体均对我们的相关成果进行了报道,得到了广泛的关注和很好的反响。