端锚聚合酶Tankyrase1介导的PAR修饰在细胞有丝分裂纺锤体组装的功能与机理研究

The proper mitotic spindle assembly is essential for the chromosome segregation and genome stability during cell division in eukaryotes. Tankyrase1, a poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) that plays an important role in spindle assembly, but its mechanism is largely unknown. However, We found that tankyrase1 interacts with BRCC36/ MERIT40 and disruption of their interaction causes abnormal mitotic spindle assembly recently. it was suggested that tankyrase1-mediated PARsylation of BRCC36 may have a critical role in the regulation of mitosis. In this study, we will use live-cell imaging, Co-IP,immunofluorescence,RNA interference and PAR assays in vitro to demonstrate that whether the PARsylation accumulated on BRCC36; Whether the PARsylation of BRCC36 is mediated by tankyrase1 and whether MERIT40 regulates tankyrase1-mediated PARsylation of BRCC36. Thus, in this study we propose to further elucidate the mechanism underlying of mitotic spindle assembly and have important implications for the development of PARP inhibitors to treat BRCA1/2 mutant cancers.

有丝分裂纺锤体的正常组装保证了细胞内遗传物质的均等分配和染色体的稳定性，由端锚聚合酶Tankyrase1(TNKS1)介导的聚ADP-核糖（PAR）修饰发挥重要调控作用，但其调控机理尚不清楚。最近我们发现TNKS1与纺锤体组装因子BRCC36(B36)、接头蛋白MERIT40 相互作用，破坏它们的相互作用将导致纺锤体组装异常。我们推测TNKS1可能通过调节B36的PAR水平，从而在纺锤体组装中发挥重要作用。本研究拟利用活细胞实时摄影、免疫共沉淀、免疫荧光、RNA干扰和体外PAR反应等技术探索在纺锤体组装过程中，1）B36是否存在PAR修饰及其生物学功能影响；2）B36的PAR水平是否受TNKS1酶学调控；3）MERIT40是否及如何介导TNKS1对B36的调控。此研究对于阐明细胞有丝分裂纺锤体组装调控的分子基础和针对BRCA1/2突变肿瘤的PAR抑制剂的靶向药物研发都有重要意义。

线粒体功能障碍是心血管疾病发生发展中的一个重要原因。其中MicroRNAs是对于线粒体功能调控起重要的调控作用，但是 miRNAs 如何通过调控线粒体功能影响心血管疾病的机制目前还不是很清楚。我们通过 miRNA 芯片技术，发现细胞核编码合成的mi-762合成以后，主要定位在线粒体，而且在缺氧复氧处理后，显著地上调核 MIR-762 转移到线粒体。内源性 mir-762 的敲除显著降低了 A/R 处理引起的心肌细胞内 ATP 水平的降低、ROS 水平的升高、线粒体复合物 I 酶活性的降低和凋亡细胞死亡的增加。同样，内源性 mir-762 的敲除改善了小鼠的心脏功能。此外，miR-762 的过表达通过结合 ND2 mRNA 的CDS 显著降低了 ND2 的表达。综上所述，我们的研究结果表明，线粒体中一种新的核 miR-762 通过损伤 nd2 来调节细胞凋亡和心肌梗死，并可能成为心肌梗死的新治疗靶点。相关研究成果发表在Cell Death and Disease国际期刊上，影响因子IF=6.18。. 肿瘤严重威胁人类健康。据2015年的统计数据，全国2015年新发恶性肿瘤病例约430万例，死亡病例280万例。细胞有丝分裂机制在肿瘤疾病的发生与发展中具有关键的作用，许多肿瘤细胞存在纺锤体组装功能缺陷。端粒锚蛋白Tankyrase1与MERIT40-BRCC36相互作用及定位纺锤体极，通过保守性分析发现MERIT40存在一个RXXPEG结构域，MERIT40依赖于RXXPEG结构域与Tankyrase1相互作用。破坏MERIT40与Tankyrase1复合物相互作用，从而进一步导致Tankyrase1无法介导对BRCC36的ADP核糖基化修饰，导致纺锤体结构异常，为揭示肿瘤发生发展的生物学机理提供新的理论基础。相关研究成果发表在Cell Biol Int国际期刊上，影响因子IF=1.936。此外，在J Cell Mol Med国际期刊上发表综述2篇，影响因子IF=4.302。