文章摘要

研究人员发现了一种Kdm2b基因的反向型LncKdm2b（divergent lncRNA），该LncRNA在哺乳动物中保守，并在胚胎干细胞（ESCs）和早期胚胎中高表达。敲除LncKdm2b会损害胚胎干细胞（ESC）自我更新并导致胚胎早期致死。LncKdm2b通过反式作用促进Snf2相关CREBBP激活蛋白（SRCAP）复合物的组装和ATPase活性来激活Zbtb3，以Nanog基因依赖性方式增强ESC的自我更新。该研究结果显示反向型lncRNAs展现了ESCs自我更新和早期胚胎发生的另一种调控方式。

研究线路

技术手段

RNA-seq、Affymetrix基因芯片、RNA-FISH、CRISPR-Cas9、流式细胞术、免疫共沉淀、RNA pulldown、CHIRP、色谱分析、EMSA等技术手段。

研究结果

1、LncKdm2b在胚胎干细胞（ESCs）和早期胚胎中高表达。

研究人员采用胚胎干细胞做RNA测序，发现LncKdm2b在早期胚胎干细胞中高表达，排名很靠前。（图1）分别做了PCR、northern blot、RNA-Fish进一步证明了在早期胚胎干细胞中LncKdm2b是高表达的。

图1

2、LncKdm2b敲除会损害胚胎干细胞（ESC）自我更新并导致早期胚胎死亡。

研究人员通过CRISPR/Cas9基因敲除技术敲除lncKdm2b外显子2，建立lncKdm2b基因敲除小鼠模型，实验结果表明，lncKdm2b基因敲除小鼠ESCs的自我更新被破坏，导致早期胚胎死亡，多能性相关基因的表达量也显著降低。LncKdm2b的Rescue实验后ESCs的自我更新能力会恢复。

图2

3、LncKdm2b通过反式作用促进Snf2相关CREBBP激活蛋白（SRCAP）复合物的组装和ATP酶活性。

既往研究发现LncKdm2b不影响Kdm2b这个基因，作者通过生物素标记RNA pulldown实验，识别小鼠ESCs裂解物中潜在与LncKdm2b相关的结合蛋白，再通过免疫印迹、CHIRP、共定位、RIP等实验表明，LncKdm2b通过反式作用与SRCAP结合并促进其ATP酶活性。 

图3

4、LncKdm2b促进SRCAP和ATP酶活性，进一步调控Zbtb3的转录。

研究人员通过Affymetrix转录组芯片分析敲除LncKdm2b与WT的ESCs，发现10个下调最大的转录因子。通过shRNA的实验，只有Zbtb3能降低ESCs的菌落的数量。更多的RNA FISH/RIP/RNA pull down/免疫印迹实验，LncKdm2b调控了SRCAP基因对Zbtb3的转录，而SRCAP基因缺失无法激活Zbtb3的转录。并且，Zbtb3或SRCAP基因缺失损害ESCs的自我更新，而过表达SRCAP可逆转这一现象。

图4

5、Zbtb3通过促进Nanog基因表达调控ESCs的自我更新。

LncKdm2b通过促进SRCAP组装和 ATP酶活性激活Zbtb3，进而促进ESCs自我更新及胚胎发育。Zbtb3通过Nanog基因依赖调控ESCs的自我更新，Zbtb3的缺失损害ESCs的自我更新。

图5

参考文献

Ye Buqing,Liu Benyu,Yang Liuliu et al. LncKdm2b controls self-renewal of embryonic stem cells via activating expression of transcription factor. EMBO J., 2018.


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Affymetrix Clariom S/Primeview系列（即转录组芯片），LncRNAs功能研究/机制研究的利器，敲除/过表达目标LncRNAs后，通过该芯片表达产品可以发现上游调控的转录因子，下游的靶向蛋白/靶向通路。

 

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