NFIB 调控肿瘤细胞复制期染色质结构及基因组不稳定性的研究

The Nuclear Factor I (NFI) family of transcription factors play an important role in a wide spectrum of biological processes such as development, differentiation, proliferation, apoptosis, and invasion. NFIB, a member of the NFI family, is dysregulated in many types of cancers including breast cancer. Our preliminary data showed that NFIB regulates S phase progression in tumor cells and interacts with several important replication-related proteins such as the MCM complex, PRA1 and the FACT complex. In addition, NFIB directly interacts with histone itself. We propose that NFIB mediates the opening of chromatin structure in the replication region by interacting with histone itself and the histone chaperone FACT, which together regulate DNA replication in concert with RPA1 and MCM helicases. We will use multiple cell biology/molecular biology/high throughput sequencing methods to test our hypothesis, and further investigate the relationship between dysregulation of NFIB and cancer cell genome instability and tumor progression.

转录因子NFI家族在发育、分化、增殖、凋亡、迁移等多种过程中发挥重要作用。NFIB属于NFI家族，其表达异常与包括乳腺癌在内的多种肿瘤发生发展密切相关。我们前期工作表明，NFIB可调控细胞S期进程并与MCM解旋酶复合体、单链结合蛋白RPA1、组蛋白伴侣FACT复合体等复制相关蛋白及组蛋白本身相互作用。据此我们提出“NFIB与组蛋白及FACT相互作用介导复制区染色质结构开放，并与RPA1及MCM协同调控细胞S期进程”的假说，将以细胞生物学、分子生物学、高通量测序等多种手段验证，并进而探讨NFIB失调与癌细胞基因组不稳定及肿瘤发生发展的关系。

转录因子NFI家族在发育、分化、增殖、凋亡、迁移等多种过程中发挥重要作用。NFIB属于NFI家族，其表达异常与包括乳腺癌在内的多种肿瘤发生发展密切相关。DNA复制是细胞生长增殖和机体发育中的根基。在每个细胞周期，成千上万的DNA起始位点必须启动复制并进行协调，以确保基因组碱基对准确而完整的完成复制。后生生物中染色质的开放状态调控DNA复制起始位点的选择和激活，但其机制仍有待阐明。通过一系列生物化学、基因组学、表观组学、生物物理学等先进研究方法，我们证明NFIB可以招募复制复合物前体（pre-replication complex, pre-RC）至复制起点，引导真核生物中复制起始的发生。NFIB能够直接与核小体结合，且这种结合具有可逆性，并能够维持核小体的完整性。在U2OS细胞中敲低NFIB，进行Micro-C测序结果显示，NFIB能够影响S期的染色质高级结构，主要表现为使A和B compartment 的强度减弱，A和B之间的相互作用增加。在正常乳腺上皮细胞MCF-10A中稳定过表达NFIB，对长期培养的克隆进行全基因组测序表明，NFIB过表达引起过度复制许可、S期细胞分布增多、类似乳腺癌基因组异常的遗传改变，而NFIB所诱发的基因组异常赋予了乳腺癌的生长优势和耐药性。我们的研究鉴定出NFIB招募ORC1促进pre-RC的组装而参与后生生物DNA复制，揭示了NFIB所诱发的基因组异常在肿瘤发生发展中的重要作用。相关工作目前在Nature Genetics修回。此外，在基金支持下所进行的另外两项相关工作已于2020年和2021年分别发表于Science Advances和EMBO Journal，并获批一项国家发明专利。