Tbx6蛋白点突变致先天性脊柱侧凸的分子机制研究

Congenital scoliosis (CS) is a common type of vertebral malformation related to genetic factors. CS affect the appearance of the body, bring psychological problems to patients or even cause paralysis. We had previously identified a TBX6-associated congenital scoliosis, and this was caused by compound inheritance of a rare null mutation and a hypomorphic allele of TBX6. Meanwhile, we and the others also reported the missense mutations in TBX6 that lead to amino acid point mutant were associated with the pathogenesis of CS. But we don’t know which point mutant to be blamed, and we don’t know the molecular mechanism of Tbx6 protein point mutant in the CS. In this project, we will focus on the effect of Tbx6 point mutants in the downstream gene expression. We will also study the difference of DNA binding affinity for the different Tbx6 point mutants. Finally, we will solve the crystal structure of Tbx6-DNA complex and reveal the detailed interaction between Tbx6 and its target DNA. This project will unravel the molecular mechanism of pathogenicity of missense mutations discovered by clinical cohort, provide the basis for clinical gene diagnosis.

先天性脊柱侧凸（Congenital Scoliosis，CS）是一种先天性严重脊柱畸形，具有进展快、畸形重、并发症多等特点，严重时会造成病人瘫痪。本课题组前期发现了TBX6基因相关先天性脊柱侧凸，并证实TBX6基因的无效变异联合其亚效等位基因共同作用会导致CS。于此同时，我们研究组和其他同行还发现TBX6基因的错义突变也显著与CS的发病有关，错义突变导致TBX6基因表达出的蛋白携带单一氨基酸突变。但目前人们还不知道已发现的Tbx6点突变是否全部有致病性，也不了解Tbx6点突变致病的分子机制。本课题拟从蛋白分子水平着手，研究Tbx6点突变对下游基因转录调控的影响；研究Tbx6点突变对其结合DNA能力的影响；并运用结构生物学方法，解析Tbx6蛋白与DNA复合体的晶体结构，从原子水平揭示其与DNA相互作用的模式。本项目有望揭示Tbx6蛋白错义突变导致CS的分子机制，为临床基因诊断提供依据。

先天性脊柱侧凸（Congenital Scoliosis，CS）是一种先天性严重脊柱畸形，具有进展快、畸形重、并发症多等特点，严重时会造成病人瘫痪。本课题组前期发现了TBX6基因相关先天性脊柱侧凸，并证实TBX6基因的无效变异联合其亚效等位基因共同作用会导致CS。于此同时，我们研究组和其他同行还发现TBX6基因的错义突变也显著与CS的发病有关，错义突变导致TBX6基因表达出的蛋白携带单一氨基酸突变。但目前人们还不知道已发现的Tbx6点突变是否全部有致病性，也不了解Tbx6点突变致病的分子机制。本课题拟从蛋白分子水平着手，研究Tbx6点突变对下游基因转录调控的影响；研究Tbx6点突变对其结合DNA能力的影响；并运用结构生物学方法，解析Tbx6蛋白与DNA复合体的晶体结构，从原子水平揭示其与DNA相互作用的模式。本项目有望揭示Tbx6蛋白错义突变导致CS的分子机制，为临床基因诊断提供依据。.为了解决本课题提出的问题，最终获得了Tbx6的T-box结构域蛋白。目的蛋白性质稳定、均一，产量足够完成后续实验。同时，完成野生型蛋白和目的DNA的相互作用验证，证实获得的Tbx6的T-box结构域可以结合DNA。在此基础上，纯化了目的蛋白与DNA的复合体。完成了结晶实验，获得了晶体。复合体的结构解析仍在进行中。.综上所述，申请人已经完成了大部分的实验，获得了积极正面的实验数据，为了解Tbx6致病机制进行了有益的探索。