tarbp2的类泛素化修饰调控小rna干扰效率的机制

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1、上海交通大学博士学位论文TARBP2的类泛素化修饰调控小RNA干扰效率的机制姓名：陈程学号：0117109023导师：余健秀研究员专业：生物化学与分子生物学申请学位级别：博士科学学位资助基金项目：国家973计划子课题，国家自然科学基金上海交通大学医学院2015年4月DoctoraldissertationsubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversitySUMOYLATIONOFTARBP2REGULATESTHEEFFICIENCYOFSMALLRNAINTERFERENCECandidate:ChengChenStudent

2、No.:0117109023Advisor:Prof.JianxiuYuSpecialty:BiochemistryandMolecularBiologyDegreelevel:DoctorofScienceFundedprojects:NationalKeyProgramforBasicResearchofChina,NationalNaturalScienceFoundationSchoolofMedicine,ShanghaiJiaoTongUniversityApril2015博士学位论文上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位

3、论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。博士学位论文上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学

4、位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于（请在以上方框内打“√”）博士学位论文TARBP2的类泛素化修饰调控小RNA干扰效率的机制摘要非编码小RNA介导基因沉默是调节基因表达的基本却又复杂的分子机制之一。关于如何确保miRNA/siRNA介导基因沉默有效进行是非编码RNA领域中的未知问题。哺乳动物中，成熟miRNA通过两步剪切被加工出来。首先，pri-miRNA在核内被剪切加工复合体Drosha-DGCR8剪切成pre-miRNA。pre-miRNA被RanGTP-Exportin5转运到细胞质中，然后被Dicer-TARBP2复合物识别

5、并剪切加工成双链miRNA。miRNA进入RISC（RNA-inducedsilencingcomplex，RNA介导沉默复合物）核心组成蛋白Ago2中发挥基因沉默功能。越来越多的证据表明RISC的组装包含两个关键步骤，即双链miRNA进入RISC和双链miRNA的解旋。后一步骤中，Ago2能识别并结合miRNA的有意义链，形成RISC功能中心进一步发挥基因沉默功能，无意义链则被降解，而前一步骤中涉及的具体机制还有待阐明。蛋白质翻译后修饰是生命活动中非常严格的调控层次之一。在小RNA途径中，RNA结合蛋白修饰异常会导致miRNA失调。相当数量的研究表明

6、，miRNA失调会引发癌症在内的诸多人类疾病。RNA干扰途径中的关键蛋白修饰在癌症的发生中发挥的作用还并不为人们所知。在第一部分研究中，我们证明了TARBP2的第52位赖氨酸在体内与体外均能发生SUMO化修饰。外周信号刺激，如生长信号刺激能激活MAPK/Erk介导的TARBP2磷酸化修饰并上调其SUMO化修饰，而TARBP2的SUMO化修饰又能抑制其K48连接型泛素化修饰，进而稳定蛋白质。我们还发现，在一些外界因素，如双氧水、低氧等因素刺激下，TARBP2的SUMO化修饰程度会受到调控。在第二部分的研究中，我们发现TARBP2的SUMO化修饰并不影响整

7、体miRNA的表达，但是能调节小RNA介导基因沉默的效率。从机制上来讲，SUMO化修饰的TARBP2与Dicer一起招募了更多的Ago2来组装成RLC（RISC-loadingcomplex，RISC装载复合物），这种促进作用主要是通过TARBP2上共价连接的博士学位论文SUMO分子与Ago2的SIMs直接相互作用造成的。同时，SUMO化修饰的TARBP2促进了更多的miRNA/siRNA前体进入RLC，使得Ago2更加稳定，也使得与Dicer-TARBP2结合的miRNA/siRNA被有效地传递到Ago2中。因此，Ago2能更有效地筛选出miRNA的

8、有意义链并与之结合，形成有功能的RISC调控靶基因的表达。另外，我们还发现TARBP2的SUM