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有一類分子在研究的時候要注意……

在尋找分子差異表達的上游機制(二)一文中,小張舉例的時候選了ZHX1這個轉錄因子,文獻報導稱ZHX1在膽管癌和胃癌中表達和功能完全相反,相信大家可能遇到過這種情況:文獻裡面報導的某分子在A腫瘤裡面的功能在B腫瘤裡面完全重複不出來,甚至做出來是相反的。當然,首先要排除掉技術和實驗的問題,今天我們就從理論上說一下這種現象的原因。

首先我們先看什麼樣的分子會出現這種情況,昨天我們列舉了幾類:轉錄因子、泛素連接酶、翻譯(調控)因子、修飾酶(比如甲基轉移酶DNMT1)。這類分子都有一個特性:屬於「混掃一大片」分子(在這篇文章中介紹過分子機制研究的兩種模式,你的研究屬於哪種?),意思是說這類分子可能影響了一系列下游分子的功能,這些分子可能既包括疾病促進分子,又包括疾病抑制分子。

比如,甲基化轉移酶DNMT1,我們就常常看到在不同的腫瘤裡面表達是相反的,那麼問題來了:既然DNMT1是可以修飾幾乎所有基因的甲基化狀態,如果甲基化修飾後抑制了基因表達,為什麼DNMT1高表達以後會促進疾病發生呢?難道不是既促進(疾病促進基因)甲基化又促進(疾病抑制基因)甲基化嗎?同樣的問題也適用於轉錄因子、泛素連接酶等等。

問題的答案在選取的分子這裡:因為這些分子是「工具型」分子,就像是機槍,既能殺好人也能殺壞人,之所以只殺特定的人群(好人或者壞人)是因為有某個決定因素在起作用,在分子機制裡面,一般我們叫「共」分子,比如轉錄共激活(抑制)分子。比如我們可以說A蛋白被高甲基化是由B分子(RNA或者蛋白)通過DNMT1介導的,或者A蛋白被泛素化降解是由B分子(RNA或者蛋白)調控MDM2泛素連接酶所導致的。也就是說,既要有決策者,又要有執行者,否則在寫標書的時候可能遇到專家質疑。

上面的角度是我們在研究某個分子的上游機制時選到這些工具型分子時需要考慮的因素;但是,如果你研究的關鍵分子就是這種工具型分子的話怎麼辦?

首先要恭喜你,如果你找到了一個新的這種工具型分子,是有可能發篇10+的大文章的,比如新發現的DNA甲基化轉移酶DNMT3C就是發在Science上:

原先我們知道哺乳動物的DNA甲基化機制包括DNMT1,DNMT3A和DNMT3B和一個「共」分子DNMT3L,他們發現DNMT3C調控雄性germ line中逆轉座子啟動子的甲基化。

接下來就是問題了,理想很豐滿,現實很骨感,首先第一步要先把這個分子的功能給做掉,最好細胞與動物的功能都做掉,對於從疾病出發的研究來說,如果連相對簡單的功能都沒有驗證,機制還是別做了。做過功能後,下面我們以一個RNA結合蛋白——IGF2BP3為例說明下游機制的做法。

首先看Genecards資料庫裡面對這個分子的注釋:

我們看到IGF2BP3有幾個KH結構域,對於RNA結合、合成和代謝有關鍵作用,已經報道疾病有胰腺癌和膽管癌,還結合併穩定CD44 mRNA,促進細胞粘附和偽足形成。

接下來,我們看一個GEO的數據:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE47597

這個數據是胰腺癌細胞中IGF2BP3的RIP-seq(關於RIP看這裡:(文章篇)S3E5:一文掌握LncRNA—蛋白—DNA互作研究方法)數據,既然IGF2BP3是一個RNA結合蛋白,那它與哪些分子結合呢?看頁面的這裡:

一個是測序後有哪些RNA:

沒錯,我們看到了lncRNA MALAT1這個明星分子,IGF2BP3與MALAT1的結合與對照相比還高了2倍,而且沒有文章報道!

另外一個是這些RNA參與什麼功能的GO注釋:

細胞周期、細胞凋亡,跟MALAT1的功能也匹配哦!大家知道該怎麼辦了吧。

好了,今天的內容先到這裡吧,一不小心寫多了,剩下的我們下期再接著說。


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