2020-09-15 17:00 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
責編 ∣吉 佳
2020年9月9日，國際學術期刊《Cell Death & Disease》發表了中國科學院生物物理研究所衛濤濤課題組與美國Creighton University屠亞平課題組的合作論文"KAP1-associated transcriptional inhibitory complex regulates C2C12 myoblasts differentiation and mitochondrial biogenesis via miR-133a repression"，這是衛濤濤課題組與屠亞平課題組長期合作所取得的又一成果。研究人員發現miR-133a表達的上調促進了線粒體生物發生和肌細胞分化，並進一步通過"定向染色質構象捕獲"技術找到了調控miR-133a表達的上遊調控因子KAP1，從而加深了對miR-133a轉錄調控機制及重要功能的了解。
microRNA（miRNA）在多種生理及病理生理過程中起著重要的調控作用。在前期工作中，衛濤濤課題組與屠亞平課題組密切合作，通過分子、細胞及動物實驗證明TGF-β1誘導表達的miR-133a可通過負反饋調節的方式作用於TGF-β1受體及其效應分子，負調控TGF-β1信號通路，從而抑制甚至部分逆轉特發性肺纖維化（IPF）的進程，相關論文"Transforming growth factor (TGF)-β1-induced miR-133a inhibits myofibroblast differentiation and pulmonary fibrosis"於2019年9月11日發表於《Cell Death & Disease》雜誌。
鑑於miR-133a的重要生理及病理生理學作用，探明其調控機制將對治療肺纖維化等相關疾病提供重要的線索。衛濤濤課題組與屠亞平課題組進一步以成肌細胞分化過程中miR-133a動態表達為模型，使用基於CRISPR/Cas9的"定向染色質構象捕獲（CAPTURE）"技術，結合高通量測序及生物信息學分析，系統研究了miR-133a表達的調控機制，發現KAP1相關的轉錄調控複合物可抑制C2C12成肌細胞中miR-133a的表達；敲低KAP1可增加miR-133a的表達，此過程伴隨線粒體生物發生和C2C12成肌細胞分化；miR-133a的上調足以誘導線粒體生物發生和C2C12成肌細胞分化，而miR-133a抑制劑則顯著抑制細胞分化。本研究首次使用"定向染色質構象捕獲"技術，鑑定了細胞分化過程中調控miR-133a表達的重要因子，為理解microRNA的精確調控機制提供了新思路。相關論文"KAP1-associated transcriptional inhibitory complex regulates C2C12 myoblasts differentiation and mitochondrial biogenesis via miR-133a repression"於2020年9月9日發表於《Cell Death & Disease》雜誌。
衛濤濤課題組的博士生韋朋（與屠亞平教授共同培養）為2019年論文的第一作者，博士生張佳齡為2020年論文的第一作者，衛濤濤研究員、屠亞平教授為這兩篇論文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、生物大分子國家重點實驗室的資助。
圖1. 用"定向染色質構象捕獲"技術富集與miR-133a基因上遊調控區域結合的調控蛋白，質譜鑑定發現KAP1等轉錄抑制因子可結合於miR-133a基因上遊區域(A)；過表達KAP1下調miR-1/133a的表達，而敲低KAP1促進miR-1/133a的表達(B)。
圖2. miR-133a顯著增加線粒體的膜電位(A)，通過PGC-1 /Nrf1途徑上調多種線粒體電子傳遞複合體亞基的表達(B)，並增強線粒體的氧化磷酸化(C)。
文章連結：
https://www.nature.com/articles/s41419-020-02937-5
https://www.nature.com/articles/s41419-019-1873-x
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原標題：《【科技前沿】衛濤濤課題組合作揭示miR-133a的轉錄調控機制並闡明其在細胞分化中的作用》
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