NLS1介导的转录因子Arx在细胞核定位的分子机理研究

Arx是带有homeodomain结构域的转录因子家族成员，与神经等组织的发育有关。Arx在细胞核中的正确定位决定其生物学功能的正常发挥。突变的Arx与多种疾病相关。Arx在细胞核中的分布是由两个入核信号介导：NLS1和NLS2。申请人在已系统研究了NLS2介导的Arx在细胞核中的定位分子机理 （Lin et al., 2009, Traffic, 修回），但NLS1介导的入核机理还未有报道。申请人课题组发现importin 7可以识别NLS1，可能负责NLS1介导的Arx在细胞核中的定位。基于此，申请人将在本课题中系统研究NLS1介导Arx入核的分子机理及其可能的调控方式，并探讨神经组织不同发育时期对Arx由不同入核信号介导入核途径的影响。

在本课题的支持下主要是在以下两个方面开展研究：.1，确定了homeoprotein Arx由位于氨基端的细胞核定位信号（NLS1）负责介导入核的分子机理和功能。确定了组成NLS1的最重要的两个氨基酸-位于第84个氨基酸的赖氨酸（K84）和位于第87个氨基酸的精氨酸（R87）。任何这两个氨基酸的突变均导致NLS1功能的丧失；确定了NLS1介导的Arx细胞核定位主要通过经典的入核途径来完成，特别是确定了importin a3/b1和importin a5/b1所介导的入核途径；发现如果Arx缺失由NLS1介导的细胞核定位，其转录抑制活性受到影响，说明NLS1对Arx的生理功能有重要的作用。.2，根据我们对不同homeoprotein由其homeodomain介导入核的分子机理研究及其他人研究的总结，首次提出了homeodomain作为细胞核定位信号介导homeoprotein入核的分子模型：完整的homeodomain主要被非经典的入核途径识别并介导homeoprotein入核，但不完整的homeodomain则可以被经典的入核途径识别并介导homeoprotein入核。.成果：.1. Ye WD, Lin WB, Tartakoff AM, Tao T* (2011). Karyopherins in nuclear transport of homeodomain proteins during development. BBA Molecular Cell Research, 1813:1654-1662 (IF: 5.5).2. Ye WD, Lin WB, Ma QL, Tao T* (2012). Nuclear import of aristaless-related homeobox protein via its NLS1 plays a role in its transcriptional function. Molecular & Cellular Biochemistry, under review .人才培养：在本课题资助期间，有9人从本课题组毕业，其中4人获得博士学位，4人获得硕士学位。