智力障碍病例中BS69(ZMYND11)频发性突变的功能研究

BS69（aka ZMYND11）could interact with some transcription factors，it could be sumoylated and undergo ubiquitin-dependent degradation. We and others found BS69 could recognize H3.3K36me3, it could regulate transcription elongation and RNA splicing. We and our collaborator found one recurrence BS69 point mutation was in several severe syndromic intellectual disability cases. Using Western Blot and Immunofluorescence analysis we found BS69 mutant proteins has much higher level compare to BS69 wild type in Neuronal cells , while their mRNA level are at the similar level. Both BS69 wild type and mutant protein are localized in Nuclear. This application will study how this mutation affect BS69 stability, how this mutation affect expression level of BS69 target genes, and the function of BS69 in development and neuronal differenciation. We aim to develop a new marker for prenatal diagnosis to protect severe syndromic intellectual disability.

BS69（也称为ZMYND11）可以与一系列转录因子结合，能够被SUMO化和泛素化修饰。BS69能够识别组蛋白变体H3.3K36me3，参与调节转录延伸及RNA剪切。申请人与合作实验室在不同的智力障碍病例中，检测到相同的BS69突变。申请人使用蛋白质免疫印迹（Western Blot）和免疫荧光（Immunofluorescence）等实验发现，在神经细胞中携带该突变的BS69蛋白表达量较之野生型BS69显著提高，但是RNA水平不受影响，同时该突变不会影响蛋白的细胞核定位。本项目将研究该突变如何影响蛋白稳定性，探索该突变带来的BS69目标基因表达的改变，揭示BS69在发育及神经分化中的功能，旨在为降低智力障碍类型的出生缺陷提供产前诊断的新指针。

BS69/ZMYND11能够与多个转录因子相结合，是一个组蛋白H3.3K36me3的识别蛋白，能够调节转录延伸和RNA剪切。本项目主要是研究在智力障碍病例中发现的频发性BS69突变，旨在揭示该突变的致病机理，阐明BS69影响胚胎发育、神经发育迟缓的分子机理。申请人研究团队进行了BS69/ZMYND11突变R600W分子机理研究，包括蛋白质相互作用，转录组RNA-seq，ChIP-seq等研究，研究结果显示在小鼠胚胎干细胞及其诱导分化的神经干细胞中BS69 R600W与野生型BS69蛋白表达水平没有差异，但是在人源神经细胞系中BS69 R600W突变具有蛋白水平显著升高，从而能够上调一系列神经胶质分化基因，下调氨基酸跨膜转运相关基因。为了深入研究BS69功能，我们构建了BS69基因敲除的人源神经细胞系，小鼠胚胎干细胞mESC，以及BS69基因敲除的小鼠。研究结果显示BS69的功能缺失在胚胎干细胞阶段作用较弱，在神经干细胞阶段即开始产生作用。综合我们的研究结果总结出BS69在神经系统分化过程中的重要作用。