含有三联基序的蛋白质 28; TRIM28
- KRAB-相关蛋白 1;KAP1
- 转录中间因子 1-β;TIF1B
HGNC 批准的基因符号:TRIM28
细胞遗传学位置:19q13.43 基因组坐标(GRCh38):19:58,544,064-58,550,715(来自 NCBI)
▼ 说明
TRIM28 是一种支架蛋白,参与基因沉默、细胞生长和分化、多能性、肿瘤转化、细胞凋亡、DNA 修复和基因组完整性的维持。Sumoylated TRIM28 可以组装表观遗传机制以实现基因沉默,而磷酸化 TRIM28 则参与 DNA 修复(Iyengar 和 Farnham 综述,2011)。
▼ 克隆与表达
KRAB(Kruppel 相关框)结构域是由许多转录因子编码的转录抑制结构域,包括许多锌指转录因子(例如,ZNF45;194554)。弗里德曼等人(1996) 使用亲和层析来鉴定可以结合 KRAB 结构域的细胞因子。他们纯化了具有结合活性的100-kD蛋白质,并获得了多肽序列。编码该序列的 PCR 产物用作探针,从人睾丸 cDNA 文库中克隆该基因。TRIM28 基因(作者将其命名为 KAP1)编码包含 RING 指、B 框和 PHD 指的 835 个氨基酸的多肽。
Moosmann 等人使用酵母 2-杂交系统寻找可与 ZNF10(194538) 的 KRAB 结构域相互作用的蛋白质(1996) 从人外周血淋巴细胞 cDNA 文库中分离出编码 TRIM28 的 cDNA,他们将其称为 TIF1-β。TIF1-β 蛋白与小鼠核因子 Tif1(TRIM24;603406) 的蛋白有 31% 相同。Northern 印迹分析显示所有测试组织中都有大约 3.3 kb 的转录本。
Kim 等人使用酵母 2-杂交筛选来寻找可以与 KRAB-A 结构域相互作用的分子(1996) 分离并克隆了 Krip1,KAP1 的小鼠同源物。
在 TIF1 蛋白中,Venturini 等人(1999) 鉴定出位于卷曲螺旋基序下游的一段富含色氨酸和苯丙氨酸的 25 个氨基酸片段。这个 25 个氨基酸的序列在 TIF1A、TIF1B 和 TIF1G(605769) 之间高度保守,作者将其称为 TIF1 特征序列或 TSS。
通过免疫荧光分析,Messerschmidt 等人(2012) 发现 Trim28 在小鼠卵母细胞和早期胚胎中高表达。
▼ 测绘
通过荧光原位杂交,Moosmann 等人(1996) 将 TIF1-β 基因定位到 19q13.4。
▼ 基因功能
弗里德曼等人(1996) 将 KAP1 鉴定为 KRAB 结合辅阻遏物。当KAP1在COS细胞中表达时,它结合野生型KRAB结构域,但不结合不具有抑制能力的突变型KRAB结构域。此外,KAP1 与 KRAB 结构域转录因子形成复合物,提高了 KRAB 介导的抑制效率。
莫斯曼等人(1996) 证明 TIF1-β 仅在与 DNA 结合时抑制转录。
Venturini 等人使用荧光素酶分析(1999) 确定 TIF1B 与 TIF1A 和 TIF1G 一样,通过 TSS 与启动子区域结合来抑制转录。
莫洛尼鼠白血病病毒(MMLV) 的复制仅限于胚胎癌和胚胎干细胞。Wolf 和 Goff(2007) 使用 MMLV 感染的小鼠胚胎细胞系的 EMSA 纯化了阻遏物结合位点复合物,并将 Trim28 鉴定为该复合物的组成部分。在小鼠胚胎癌和胚胎干细胞中,RNA 干扰介导的 Trim28 敲除解除了对 MMLV 复制的限制,并且当限制发生时,Trim28 与引物结合位点结合。Wolf 和 Goff(2007) 得出结论,TRIM 家族成员参与逆转录病毒限制。
田等人(2009) 发现在未受应激的人类细胞中,APAK(ZNF420; 617216) 分别通过其锌指和 KRAB 结构域与 p53(TP53; 191170) 和 KAP1 相互作用。KAP1 招募 ATM(607585) 和 HDAC1(601241) 来减弱 p53 的乙酰化,从而抑制 p53 活性和促凋亡基因的表达。APAK、KAP1 和 ATM 不调节诱导细胞周期停滞的 p53 靶标。为了响应 DNA 损伤,ATM 在 ser68 上磷酸化 APAK,导致 APAK 和 HDAC1 从 p53 解离,从而允许促凋亡 p53 靶基因的表达和细胞凋亡。
松井等人(2010) 表明,H3K9 甲基转移酶 ESET(604396) 和 KAP1 是 H3K9 三甲基化(H3K9me3) 以及小鼠胚胎干(ES) 细胞中内源性和引入的逆转录病毒沉默所必需的。此外,虽然 ESET 酶活性对于结合异染色质蛋白 1(HP1; 604478) 和有效的原病毒沉默至关重要,但 H4K20 甲基转移酶 Suv420h1(610881) 和 Suv420h2(613198) 对于沉默来说是可有可无的。值得注意的是,在 3 个 DNA 甲基转移酶(Dnmt1,126375;Dnmt3a,602769;Dnmt3b,602900)无效的小鼠 ES 细胞中,ESET 和 KAP1 结合以及 ESET 介导的 H3K9me3 得以维持,并且 ERV(内源性逆转录病毒)的抑制程度最低。松井等人。
人类免疫缺陷病毒(HIV)-1酶整合酶(IN)催化病毒cDNA整合到宿主基因组中,并受到乙酰化的正向调节。Allouch 等人使用酵母 2-杂交和免疫共沉淀分析(2011) 发现 KAP1 结合乙酰化 IN。KAP1 通过与 HDAC1 形成复合物诱导 IN 脱乙酰化。对各种细胞类型(包括 HIV-1 主要靶标 T 细胞)中细胞内 KAP1 水平的调节表明,KAP1 通过选择性影响 HIV-1 整合来减少病毒感染性。阿卢奇等人(2011) 的结论是,IN 的乙酰化是病毒感染周期中的关键步骤,并且 KAP1 是限制 HIV-1 感染的细胞因子。
巴德等人(2013) 发现在小鼠中,造血限制性缺失 Kap1 会导致严重的过度增殖性贫血。Kap1 缺失的成红细胞无法诱导线粒体自噬相关基因并保留线粒体。这是由于针对线粒体自噬转录本的 microRNA 持续表达,其本身是由于缺乏阶段特异性 KRAB 锌指蛋白的抑制而导致的。KRAB/KAP1-miRNA 调控级联在进化上是保守的,因为它也在人类红细胞生成过程中控制线粒体自噬。巴德等人(2013) 得出结论,存在多层转录调控系统,其中基于蛋白质和 RNA 的阻遏物以组合方式叠加,以控制重要分化事件的及时触发。
通过酵母 2-杂交和免疫共沉淀分析,Huang 等人(2013) 表明 FOXP3(300292) 富含脯氨酸的 N 末端与 ZFP90(609451) 的同种型 FIK 的 C 末端相互作用。Jurkat T 细胞中 FOXP3 和 FIK 的表达导致 IL2(147680) 和 IFNG(147570) 表达下降,染色质免疫沉淀分析显示 FOXP3、FIK 和 KAP1(与 FIK KRAB 结构域内的 A 框结合)存在于 IL2 和 IFNG 启动子的同一位点上。FIK 在 Tregs 中高表达,破坏 Tregs 中的 FOXP3-FIK-KAP1 复合物会消除其抑制活性。黄等人(2013) 得出结论,FIK 在调节 FOXP3 活性和 Treg 功能中发挥着关键作用。
范米特等人(2014) 报道长寿调节蛋白 SIRT6(606211) 是 L1(参见 LRE1, 151626)活性的强大抑制因子。具体来说,SIRT6 与 L1 位点的 5-prime UTR 结合,在此处单 ADP 核糖基化核辅抑制蛋白 KAP1,并促进 KAP1 与异染色质因子 HP1 相互作用,从而有助于将 L1 元件包装到转录抑制性异染色质中。然而,在衰老过程中,也是对 DNA 损伤的反应,Van Meter 等人(2014) 发现 L1 位点的 SIRT6 被耗尽,从而激活这些先前沉默的逆转录因子。
埃尔萨瑟等人(2015) 表明替代组蛋白变体 H3.3(601128) 在 I 类和 II 类内源逆转录病毒元件(ERV) 中富集,特别是早期转座子/MusD 家族和脑池内 A 型颗粒的元件。这些元素的子集的沉积取决于包含 ATRX(300032) 和 DAXX(603186) 的 H3.3 分子伴侣复合物。埃尔萨瑟等人(2015) 证明 DAXX、H3.3 和 KAP1 向 ERV 的募集是相互依赖的,并且发生在 ESET(SETDB1;604396) 的上游,将 H3.3 与 ERV 相关的 H3K9me3 连接起来。重要的是,H3.3 缺失后,ERV 处的 H3K9me3 减少,导致相邻内源基因的去抑制和失调,以及脑池内 A 型颗粒的逆转座增加。埃尔萨瑟等人。
▼ 动物模型
梅塞施密特等人(2012) 从小鼠卵母细胞中删除 Trim28,然后让野生型雄性受精。这种交配产生的胚胎缺乏 Trim28 RNA 和蛋白质,直到早期 2 细胞阶段的合子基因激活后,父本等位基因开始转录。尽管囊胚阶段正常发育,但高度多效性缺陷导致完全缺乏活产。观察到的缺陷包括水肿、颅面畸形、出血以及完全性和偏侧眼球畸形。微阵列分析显示,母体 Trim28 突变体表现出 H19(103280)/Igf2(147470) 印记簇的错误调节。对 H19/Igf2 簇甲基化状态的检查表明,母本 Trim28 可以保护父本染色体上的 H19 差异甲基化区域(DMR) 免遭异常 DNA 去甲基化。其他 DMR 在突变胚胎中不同程度地去甲基化,这可能导致了高度可变的表型。梅塞施密特等人(2012) 得出结论认为 TRIM28 是维持基因组印记所必需的。