生物通报道  近日来自中国科学院水生生物研究所的研究人员在新研究中揭示斑马鱼核糖核酸还原酶基因表达的调控机制，相关研究论文发表于8月24日发表在PLoS ONE 上。

领导这一研究的是中国科学院水生生物研究所崔宗斌研究员，其1998年在中国科学院水生生物研究所取得博士学位，之后曾在美国明尼苏达大学从事鱼类胚胎发育和分子生物学研究，获美国和国际专利1项。2006年1月入选中国科学院“****”，在水生生物研究所组建环境基因组学学科组。该研究工作主要由博士研究生商汉桥等完成，得到国家863、国家自然科学基金和“****”择优项目的资助。

核糖核酸还原酶(Ribonucleotide reductase, RNR)是合成脱氧核糖核苷三磷酸的限速酶，在细胞内DNA合成和修复过程中起关键作用。有生物活性的RNR全酶为大亚基α和小亚基β组成的异四聚体α2β2。人体细胞具有一个大亚基RRM1和2个小亚基（RRM2和p53R2）。现有研究结果显示，RNR亚基的表达异常与包括癌症、线粒体耗竭综合症等在内的多种人体疾病密切相关。

研究人员在此前对斑马鱼p53R2的表达调控及其在DNA修复和合成中的作用相关研究成果的基础上，深入研究了斑马鱼RRM2基因表达的转录调控、转录本可变剪切和多聚A位点选择。经研究发现：1）RRM2的表达由三个不同的启动子调控，可产生具有不同5’末端的六个转录剪切体；2）近端启动子包含一个保守的E2F 结合位点和2个CCAAT盒，参与RRM2在细胞周期中的转录表达；3）远端启动子可特异地受DNA损伤诱导激活，产生四个转录剪切体；4）新发现两个转录剪切体，编码两个N端缺失KEN盒的RRM2亚型，它们主要分布在细胞质，可与RRM1相互作用。

这些结果显示了斑马鱼细胞内存在复杂的机制，严格调控RRM2在细胞周期和基因毒性应激（Genotoxic stress）条件下的差异表达。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Identification and Characterization of Alternative Promoters, Transcripts and Protein Isoforms of Zebrafish R2 Gene

Ribonucleotide reductase (RNR) is the rate-limiting enzyme in the de novo synthesis of deoxyribonucleoside triphosphates. Expression of RNR subunits is closely associated with DNA replication and repair. Mammalian RNR M2 subunit (R2) functions exclusively in DNA replication of normal cells due to its S phase-specific expression and late mitotic degradation. Herein, we demonstrate the control of R2 expression through alternative promoters, splicing and polyadenylation sites in zebrafish. Three functional R2 promoters were identified to generate six transcript variants with distinct 5′ termini. The proximal promoter contains a conserved E2F binding site and two CCAAT boxes, which are crucial for the transcription of R2 gene during cell cycle. Activity of the distal promoter can be induced by DNA damage to generate four transcript variants through alternative splicing. In addition, two novel splice variants were found to encode distinct N-truncated R2 isoforms containing residues for enzymatic activity but no KEN box essential for its proteolysis. These two N-truncated R2 isoforms remained in the cytoplasm and were able to interact with RNR M1 subunit (R1). Thus, our results suggest that multilayered mechanisms control the differential expression and function of zebrafish R2 gene during cell cycle and under genotoxic stress.

作者简介：

崔宗斌

研究员，博士生导师

1998年在中国科学院水生生物研究所取得博士学位。1991年6月至1999年3月在本所从事快速生长转基因鱼培育，作为第三完成人获1996中国科学院自然科学一等奖和1997国家自然科学三等奖各1项，是1997年中国科学院青年科学家二等奖和院长特别奖获得者。1999年4月至2002年2月在美国明尼苏达大学从事鱼类胚胎发育和分子生物学研究，获美国和国际专利1项。2002年3月至2005年12月在密西根大学生物医学研究中心从事组织和器官损伤后的正常修复和纤维化机理研究。2006年1月入选中国科学院“****”并在本所组建环境基因组学学科组。 

研究方向： 环境基因组学 

专家类别： 百人

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