逆转录转座子LINE-1激活剂/抑制剂的筛选文献综述

 2022-12-27 08:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

课题背景:

转座子(Transposon),也称为转座元件 (Transposable elements,TEs),是一类可在染色体内或不同染色体之间自由活动的遗传成分。根据转座方式的不同,转座子分为 DNA 转座子和 RNA 转座子两大类。DNA 转座子是自身编码有转座酶的 DNA 片段,可将自身的 DNA 片段从原有的基因组位置上剪切下来插入到基因组的其他位点;RNA 转座子,又称为逆转录转座子(Retrotransposons),是以 RNA 为媒介进行转座的,它先通过转录合成 RNA 中间体,再以该 RNA 为模板逆转录合成 DNA 整合入基因组其他位置。逆转录转座子根据其末端是否含有重复序列又可分为 LTR(Longterminal repeats)非LTR(Non-long terminal repeats)逆转录转座子。在长期进化中LTR 逆转录转座子在人体中已失去转座的能力。

属于非 LTR 逆转录转座子的 LINE-1(长散布元件,Long interspersed elements-1)是现今在人类基因组中唯一具有自主转座能力的转座子,它能够编码转座所必需的蛋白和酶,在人基因组中有近 500 000 个拷贝,约占基因组总量的 17%。在人类细胞中LINE-1基因含有两个开放式读码框架orf1 及 orf2。LINE-1表达的ORF1蛋白可以保护LINE-1 mRNA 不被降解,促进其脱离核糖体进入细胞核,确保正确转录等功能;ORF2蛋白则具有逆转录酶与内切酶的活性。

LINE-1 包括 3 个编码阅读框 orf0、orf1 和 orf2 以及两端的 UTR 区,其中编码的ORF1核蛋白可以保护LINE-1 mRNA 不被降解,促进其脱离核糖体进入细胞核,确保正确转录等功能;ORF2核蛋白则具有逆转录酶与内切酶的活性。

LINE-1 的转座过程 :LINE-1 转录生成的 RNA 和 ORF1 及 ORF2 结合形成 L1RNP 复合物,由 ORF1 介导入核后进行“以目的位点为引物的逆转录”合成 DNA,最后整合入基因组。 而这种复制和转座过程使得LINE-1与肿瘤的发生发展密切相关。这是因为一方面LINE-1可以通过转录和逆转录在内的转座过程产生新的 DNA 拷贝,并使新产生的 DNA 拷贝插入基因组的不同位置;另一方面LINE-1 转座会影响基因组中其他基因的表达或调控,因而会对基因组的稳定性产生影响。有相关文献显示在多种肿瘤细胞和组织中都有高水平的LINE-1 RNA和蛋白的表达,抑制其表达能够明显地抑制这些肿瘤细胞的生长。而在正常的成人组织并不会检测到 LINE-1 mRNA 及其所编码的蛋白。这提示我们LINE-1将与肿瘤的检测呈现密切的关系,它在未来很有可能发展为肿瘤检测的标志物以及肿瘤治疗的靶点。

近年来有研究表明肿瘤的检测也可与LINE-1表达的核蛋白ORF1联系起来。

因为LINE-1编码的核蛋白ORF1的量是ORF2的数百倍,所以有研究组检测了肿瘤组织中的ORF1蛋白,发现只有在恶性化程度很高的癌变组织中才能检测出 ORF1 的表达,而在正常组织或恶性化程度较低的肿瘤组织中检测不到。ORF1 蛋白的检出与癌变组织恶性化的高度一致性使其有可能成为鉴别肿瘤恶性化程度的标志物分子。

综上,为给肿瘤检测及治疗提供与LINE-1和ORF1相关的新的策略,本课题计划对LINE-1-ORF1进行原核表达与纯化并制备ORF1的多克隆特异性抗体以支持相关研究的进行。

课题目的:

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