哺乳动物中DHRS4基因反义RNA的作用机制

All-trans retinoic acid functions as an important regulatory and signaling molecule in cell growth, proliferation and differentiation during both embryogenesis and adulthood. NRDR [NADP(H)-dependent retinol dehydrogenase/reductase] encoded by DHRS4 [dehydrogenase/reductase (SDR family) member 4] gene, is a key enzyme for the endogenous synthesis of all-trans retinoic acid from vitamin A. Our previous studies have demonstrated that AS1DHRS4, the head-to-head antisense transcript to DHRS4 epigenetically silenced the transcription of the DHRS4 gene cluster (DHRS4，DHRS4L2, and DHRS4L1) through histone modification and DNA methylation by recruiting different repressive modifiers to their respective promoters. In this program, we plan to investigate further: 1. if other protein components are involved in the transcriptional regulation of human DHRS4 antisense RNA AS1DHRS4 and 2. the functional domains of AS1DHRS4. We believe that this study on the DHRS4 gene cluster will help clarify the the functional complexity and mechanism of long non-coding antisense RNAs in human.

全反式维甲酸是体内调节细胞生长、增殖和分化的重要信号分子。DHRS4基因编码的蛋白NRDR，是体内维生素A向维甲酸转变的关键酶。我们前期的研究证明，与人类DHRS4基因以头对头形式存在的反义转录本AS1DHRS4，通过表观遗传学机制调控DHRS4基因簇的三个基因DHRS4、DHRS4L2和DHRS4L1启动子的染色质构象乃至DNA甲基化，抑制整个DHRS4基因簇的转录。本项目拟进一步发现并验证参与人AS1DHRS4调控复合体的相关蛋白，对AS1DHRS4的不同区域进行功能定位；并探讨人DHRS4反义RNA特异调控基因表达的作用特点和机制，预期结果对阐明长非编码反义RNA的功能复杂性和作用机制具有重要意义。

全反式维甲酸是体内调节细胞生长、增殖和分化的重要信号分子。DHRS4基因编码的蛋白NRDR，是体内维生素A向维甲酸转变的关键酶。我们前期的研究证明，与人类DHRS4基因的反义转录本AS1DHRS4，通过表观遗传学机制调控DHRS4基因簇的三个基因DHRS4、DHRS4L2和DHRS4L1启动子的染色质构象乃至DNA甲基化，抑制整个DHRS4基因簇的转录。.本项目采用了生物素标记的寡核苷酸沉淀和MS2噬菌体表达质粒结合免疫沉淀技术鉴定反义RNA结合蛋白，发现了32种与AS1DHRS4结合的蛋白质。其中与40S小亚基核糖体蛋白结合引起我们重视，40S核糖体蛋白成分不仅参与蛋白翻译，在核内可以与核酸内切酶活性参与损伤DNA的修复，还可以通过与E2F1转录因子相互作用协同上调促凋亡蛋白BCL2L11/BIM和HRK/Dp5诱导神经细胞凋亡，我们正在对其与AS1DHRS4协同作用及其功能进一步鉴定中。另外，ASDHRS4与诸多的线粒体呼吸链蛋白的结合，包括ATP合酶亚基α 和，NADH脱氢酶（泛醌）1，琥珀酸脱氢酶（泛醌）铁硫亚基提示了ASDHRS4的其他可能的功能， 也引起我们很大的兴趣。.重要的是，我们发现ASDHRS4下游13.8kb（亦即DHRS4基因上游）处有一个增强子，活跃转录单向eRNA。染色体构象捕获（3C）实验显示，该增强子与ASDHRS4启动子区域形成环袢（looping）结构，而增强子转录的eRNA对于环袢的产生是必须的。这一研究成果，不仅证明了增强子可以调控长非编码反义RNA的表达，也发现了eRNA这一种lncRNA参与表观调控另一种lncRNA表达， 这对于阐明lncRNA功能的复杂性和作用机制具有重要意义。.另外，我们还结合临床样本，研究了维甲酸衍生物受体NR4A1在在高脂血症中的表观遗传调控，以及lncRNAs WRAP53在食管癌发生发展，HOTAIR 在非酒精性脂肪肝形成过程中的生物学作用。