域选择性BET产生下一代合成基因组阅读器/调节器,具有非相同的细胞功能

科学领域:

• 表观遗传学和基因调控
• 合成生物学
• 分子药理学

背景情况:

• 弗里德里希是一种遗传性疾病,由frataxin (FXN) 基因的表达减少引起,通常是由于GAA三重复扩张.
• 合成基因组调节剂 (SynGRs) 是旨在向特定DNA序列并调节基因表达的工程分子.
• 和外末端域 (BET) 蛋白质,特别是BRD4,通过其主体 (BD1和BD2) 识别基因组上的乙化氨酸残留物,在转录调节中发挥关键作用.

研究的目的:

• 研究不同BET基蛋白 (BD1和BD2) 在旨在恢复FXN表达的SynGR的功能中的作用.
• 评估下一代BET连接体作为Friedreich's ataxia设计中的JQ1的潜在替代品.
• 阐明SynGR参与BET蛋白并调节转录的分子机制.

主要方法:

• 包含序列选择性DNA结合聚胺和各种BET配体 (泛BET,BD1选择性,BD2选择性) 的SynGR的设计和合成.
• 测试SynGRs在FXN基因中的GAA重复位点中招募BRD4/BET蛋白的能力.
• 在不同SynGR构造物和BET配体的存在下,评估FXN位点的转录输出,包括同时治疗的实验.

主要成果:

• 使用泛BET或BD2选择性联体的SynGRs成功诱导了FXN转录,而BD1选择性联体没有这样做.
• 一个未绑定的BD1选择性联体 (GSK778) 在组合使用时意外地增强了所有功能SynGR的活性.
• 这些发现表明,活跃的SynGRs通过模仿自然转录因子来发挥作用,这种转录因子主要通过BD2结合参与BET蛋白.

结论:

• 激活BET基因2 (BD2) 对于SynGR介导的FXN基因转录至关重要.
• 使用特定的配体阻断BET基1 (BD1),可能通过将BET蛋白引导到BD2来增强SynGR的有效性.
• SynGRs作为一种有价值的化学探测器,用于理解基因调节原理,并为治疗应用设计改进的合成基因调节剂.