RNA helicase DHX33 调节肝脏发育的机制研究

The RNA helicase dhx33 has been shown to be a critical regulator of cell proliferation and growth. However, its role in embryogenesis is still elusive. We used zebrafish to study the role of dhx33 during embryonic development. CRISPR/Cas9 system was used to induce in-del mutations in dhx33 coding sequence. The dhx33 mutant embryos show brain, eye, and liver defects. The liver size of mutant embryos reduced to about 1/10 of siblings. RNA-seq and Chip-seq data reveal that both cell cycle genes and liver development gene prox1 are under the control of dhx33, which is not reported previous. Therefore, we propose to further investigate how cell cycle genes and prox1 interact with each other and control liver development.

RNA helicase是一个成员众多的基因家族，基本功能是利用水解 ATP 释放出的能量使双链核酸解开螺旋。曾经人们认为RNA helicase是持家基因，不具有组织特异性的作用。申报人在前期工作中发现敲除RNA helicase dhx33基因后，斑马鱼胚胎肝脏发育受阻，显著减小，体积约为野生型对照组的十分之一。RNA-seq分析显示细胞周期基因和调控肝脏发育的基因prox1的表达量都下降，Chip-seq结果显示dhx33能够结合到细胞周期基因和prox1基因的启动子区域，由此可见dhx33除了通过细胞周期基因调节细胞增殖，很可能也直接调控肝脏发育，dhx33跟prox1的这种作用尚未见报道，因此我们提出要深入研究，尝试阐明dhx33敲除后，细胞周期基因和prox1对肝脏发育的贡献分别是怎样的, 彼此是一种什么样子的相互关系，相信可以顺利完成，加深拓展人们的认识。

RNA helicase是一个成员众多的基因家族，基本功能是利用水解 ATP 释放出的能量使双链核酸解开螺旋。曾经人们认为RNA helicase是持家基因，不具有组织特异性的作用。申报人在研究工作中发现敲除RNA helicase dhx33基因后，斑马鱼胚胎整体发育略微滞后，神经系统和肝脏发育受阻，其中肝脏显著减小，体积约为野生型对照组的十分之一。RNA-seq分析结果显示调控肝脏早期发育（决定和分化）的基因转录水平变化不大，调控肝脏晚期增殖阶段的基因转录水平显著下降，同时细胞凋亡信号通路的转录水平显著上升。Chip-seq结果显示dhx33能够结合到细胞周期基因和prox1基因的启动子区域。结合dhx的表达谱来看，比较合理的解释是dhx33是母源基因，有功能的DHX33蛋白可以持续到大约24hpf，因此肝脏早期发育未收到显著影响。24hpf之后，有功能DHX33蛋白降解消失，突变体的肝脏和神经系统细胞增殖受到严重影响，同时发生凋亡，所以肝脏显著减小。