论文部分内容阅读
人类很多行为和生理过程表现出24小时的近日节律现象,破坏近日节律与很多疾病的发生相关。这种节律性由内源性的时钟调控,在分子水平,包含有一系列复杂的转录-翻译负反馈环路。近些年来,越来越多的证据显示,表观遗传学修饰在生物钟系统中起着关键的作用,为生物钟的调节和可塑性开辟新的层面。精神疾病往往伴随有近日节律的破坏,但是其分子基础尚不清楚。因此,我筛选了已经报道的与精神类疾病相关的基因,发现一个与精神分裂症相关的基因TRRAP/Nipped-A,参与了果蝇近日节律的调节。TRRAP是一个进化上非常保守的蛋白,作为组蛋白乙酰转移酶辅因子招募乙酰转移酶到染色质上面促进基因的转录和DNA损伤修复。在果蝇里面干扰Nipped-A(TRRAP在果蝇中的同源基因)的表达可以延长果蝇活动节律的周期。分子水平研究发现NIPPED-A可以增加核心生物钟基因timeless(tim)和Par domain protein1ε(Pdp1ε)的mRNA和蛋白水平。过表达tim或Pdp1ε可以回补由于Nipped-A缺陷造成的长周期表型;突变tim或Pdp1ε能够协同增长Nipped-A缺陷造成的长周期表型。另外我们还发现Nipped-A可能通过去泛素化酶NON-STOP来促进组蛋白H2B的去泛素化修饰进而调控tim和Pdp1ε的转录。这些发现揭示了Nipped-A通过表观遗传学修饰对生物钟进行调控的作用,也为在精神分裂症患者中观察到的近日节律失调现象提供一个可能的解释。我们课题组之前的研究发现核膜蛋白MAN1能够影响果蝇的活动节律,但是具体的机制尚不清楚。因此,我在前期研究的基础上进一步探究了核膜蛋白MAN1调控果蝇近日节律的机理,发现在成蝇的中央起搏器神经元中干扰MAN1能够显著延长果蝇活动节律的周期;分子水平研究发现干扰MAN1能够降低核心生物钟基因period(per)的mRNA水平和蛋白水平,这可能是MAN1影响了per的转录造成的。干扰MAN1的同时过表达per能够回补MAN1缺陷造成的长周期表型,而per突变对MAN1调控生物钟方面又呈现出上位效应,因此,上述结果表明MAN1通过作用于核心生物钟基因per来调节果蝇的生物钟。