组蛋白甲基转移酶G9a蛋白修饰调控肿瘤生长的分子机制

The study on posttranslational modification of functional protein is hot in the biological and medical research field. Recently, histone methyltransferase G9a was found high expression in multiple tumor tissues besides its effect on histone H3K9, H3K27, H3K56 and H1 methylation. In our study, we found the phosphorylation changes of G9a under the treatment of certain cellular stress response factors in cervical cancer cells. In order to further explore the molecular mechanism of posttranslational modification of G9a on tumor growth, this project intends to study from the following aspects:（1）detection of the changes of posttranslational modification of G9a under the treatment of cellular stress response factors.（2） Identification of the sites and related kinases of posttranslational modification of G9a.（3）Definition the effect of posttranslational modification of G9a on G9a methylase activity and chromatin stability.（4）Investigation the functions of posttranslational modification of G9a on tumor growth and the related molecular mechanism. With the ongoing of this study, it will offer a new theoretical basis for the treatment of tumors.

功能蛋白质修饰改变的研究是目前生物及医学研究领域的热点。组蛋白甲基转移酶G9a除了可以催化组蛋白H3K9，H3K27，H3K56和H1的甲基化外，近期也检测到其在多种肿瘤组织样本中高表达。我们的研究发现，宫颈癌细胞系在某些细胞应激反应刺激因素作用下会发生G9a蛋白磷酸化修饰的改变，为了进一步探讨G9a蛋白修饰调控肿瘤生长的分子机制，本课题拟从以下几个方面进行研究：（1）检测细胞应激反应刺激因素作用下G9a蛋白修饰的变化情况；（2）鉴定刺激因素作用下引起G9a蛋白修饰的作用位点及相关激酶；（3）明确G9a蛋白修饰对G9a甲基化酶活性、染色质稳定性的影响；（4）探讨G9a蛋白修饰在肿瘤生长中的作用及其相关分子机制。相信随着本研究的深入进行，将为肿瘤的治疗提供新的有效的理论基础。

G9a，是2001由Tachibana等研究者首次鉴定出来的一种组蛋白赖氨酸甲基转移酶，其被报道在多种肿瘤组织中高表达，但其与肿瘤关系的分子机制研究还有待于进一步的明确。本课题选取肿瘤放化疗中影响肿瘤生长的关键因素之一DNA损伤为切入点，从以下几个方面进行了研究：（1）检测细胞应激反应刺激因素(如DNA损伤刺激因素)作用下G9a蛋白修饰的变化情况；（2）鉴定刺激因素作用下引起G9a蛋白修饰的作用位点及相关激酶；（3）明确G9a蛋白修饰对G9a染色质定位的影响；（4）探讨G9a蛋白修饰调控肿瘤细胞DNA损伤的分子机制，进而明确G9a蛋白修饰在肿瘤生长中的作用及其相关分子机制。 . 我们的研究发现G9a缺失可以影响DNA损伤修复的能力，增强癌细胞对辐射和化疗药物的敏感性。当运用辐射和化疗药物对癌细胞进行处理后，发现G9a可以被磷酸化。这种磷酸化是由酪蛋白激酶CK2引起的，其作用位点是丝氨酸211位。当G9a被磷酸化后，其会被招募到染色质上并且与复制蛋白A直接相互作用，进而促进RPA和Rad51结合到DNA双链损伤位点，进而调控同源重组。该部分研究成果已经发表在PNAS上（Yang Q et al. PNAS 2017）, 我们的研究在肿瘤细胞中构建了CK2- G9a蛋白磷酸化修饰-RPA为轴的新的信号传导通路。这将为肿瘤的防治，药物靶点的筛选提供又一积极有效的理论基础。