利用模式生物进行锌指蛋白Makorin-2在造血调控中的功能研究

造血是人体重要的生理功能之一。研究表明，许多锌指蛋白在正常造血调控和血液系统恶性肿瘤中都起着重要作用。我们从人类CD34＋造血干/祖细胞中克隆到了一个新的锌指基因makorin-2，其蛋白结构具有3个C3H锌指和一个C3HC4环状锌指，提示其参与了蛋白－蛋白相互作用及蛋白质泛素或sumo化修饰； Northern blot分析表明其在各造血相关细胞系中广泛表达；在斑马鱼体内knock down该基因时，胚胎血红蛋白染色明显减少，但α和β珠蛋白在mRNA转录水平上没有明显变化，提示该基因可能参与了功能性血红蛋白的形成。因此，本课题将继续在斑马鱼体内研究makorin-2对造血过程的调控机制，探讨其对造血干细胞增殖分化过程的影响，并寻找出与之相互作用的蛋白质，从体内外不同角度来阐明Makorin-2蛋白的生物学功能及参与的信号通路。

Makorin-2是我们从造血干/祖细胞中克隆出的一个新基因，含有3个C3H锌指结构及1个C3HC4环指结构；同源性分析显示Makorin-2属于MKRN基因家族。本项目中，我们研究了这个新基因在造血细胞生成与分化中的功能作用，从斑马鱼克隆出同源Makorin-2（zf-Makorin-2），体内实验发现zfMakorin-2与scl基因在斑马鱼的ICM区共定位，表明该基因在造血组织内有表达；通过显微注射敲除实验发现Makorin-2能影响血红蛋白的生成。我们的研究发现Makorin-2具有泛素E3连接酶活性，能特异地与E2（UBCH5）相互作用；体内细胞研究结果提示Makorin-2能诱导K562细胞向红系分化，上调γ-globin的表达，通过酵母双杂交和免疫共沉淀实验表明，Makorin-2能与珠蛋白负调控转录因子Bach1相互作用，体外实验也发现其能促进Bach1蛋白的泛素化，因此我们推测Makorin-2可能通过泛素化BACH1而调控其下游通路从而影响珠蛋白的生成。与之相反的是，在红白血病细胞株HEL中，Makorin-2下调珠蛋白的表达，同时红细胞生成素受体表达也减少，提示该基因可能影响EPO-EPOR通路进而影响珠蛋白的表达。这些发现对于红系造血的研究以及临床上贫血的治疗具有重要价值。