基因ABT1,也称为Activator of Basal Transcription 1,是一种在哺乳动物和酵母中保守的核蛋白,与TATA-binding protein (TBP)结合并增强RNA聚合酶II介导的基转录活性。ABT1通过结合TBP和DNA,在转录调控中发挥重要作用。ABT1与TBP的结合可以增强转录活性,从而影响基因表达和生物学过程。此外,ABT1还可以与其他蛋白质相互作用,形成复合物,进一步调节转录活性。
ABT1与IGHMBP2的相互作用对SMARD1疾病的发生发展具有重要影响。SMARD1和Charcot-Marie-Tooth type 2S (CMT2S)是由于IGHMBP2基因突变导致的疾病。IGHMBP2是一种UPF1-like helicase,在多个细胞过程中发挥作用,包括翻译。ABT1与IGHMBP2直接相互作用,可以显著增加IGHMBP2的ATPase和helicase活性,以及其过程性。ABT1与IGHMBP2的复合物可以与47S pre-rRNA 5' external transcribed spacer和U3 small nucleolar RNA (snoRNA)相互作用,表明该复合物在pre-rRNA处理中发挥重要作用。研究表明,ABT1通过优化IGHMBP2的生化活性(ATPase和helicase活性)来降低SMARD1疾病的发生发展[2]。
ABT1的降解对种子寿命的调节也具有重要影响。E3连接酶ATL5可以通过介导ABT1的降解来促进种子寿命。在atl5突变体中,ABT1的降解受到抑制,导致种子加速老化。ATL5在种子胚胎中高表达,并且其表达可以被加速老化所诱导。酵母双杂交筛选和双分子荧光互补实验表明,ABT1是ATL5的相互作用蛋白。体外和体内实验表明,ATL5作为E3连接酶,介导ABT1的泛素化和降解。ATL5的破坏减少了翻译后的ABT1的降解,而降解可以被种子老化所诱导,并且发生在蛋白酶体依赖的方式。此外,ABT1的破坏增强了种子寿命[3]。
ABT1与TBP的结合还可以被ABT1-associated protein (ABTAP)所抑制。ABTAP是一种新发现的核蛋白,与ABT1形成复合物,并抑制ABT1诱导的RNA聚合酶II介导的转录激活。ABTAP直接与ABT1结合,破坏ABT1与TBP的相互作用,并抑制ABT1诱导的RNA聚合酶II介导的基础转录。这两个蛋白在核仁和核质中共同定位,并在ABTAP表达升高时同时重新定位到离散的核体。这些结果表明,ABTAP结合并负调节ABT1。ABT1/ABTAP复合体在进化上保守,可能构成一个新型的基础转录调控系统[4]。
PTSD和胃肠道疾病之间存在遗传相关性,并且ABT1可能是这种相关性的候选基因之一。研究表明,PTSD与PUD、GORD、PGM和IBS之间存在全球相关性。跨性状荟萃分析确定了PTSD与PGM之间七个全基因组显著位点,与GORD之间三个,与IBS/IBD之间一个。邻近的多效基因主要富集在免疫反应调节通路中,以及大脑、消化和免疫系统。基因水平分析确定了五个候选基因:ABT1、BTN3A2、HIST1H3J、ZKSCAN4和ZKSCAN8。研究发现,GORD、PGM、IBS和IBD对PTSD有显著的因果效应。研究结果表明,PTSD和胃肠道疾病具有共同的遗传结构。该研究为深入了解生物学机制提供了见解,并为转化研究提供了遗传基础[5]。
综上所述,基因ABT1在多种生物学过程中发挥重要作用,包括转录调控、种子寿命的调节和疾病的发生发展。ABT1与IGHMBP2的相互作用可以降低SMARD1疾病的发生发展,而ATL5介导的ABT1的降解可以促进种子寿命。ABTAP可以抑制ABT1诱导的转录激活。此外,ABT1可能是PTSD和胃肠道疾病之间遗传相关性的候选基因之一。ABT1的研究有助于深入理解转录调控的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1,2,3,4,5]。
参考文献:
1. Qin, Wenqi, Wang, Ning, Yin, Qi, Wu, Ai-Min, Qin, Genji. 2022. Activation tagging identifies WRKY14 as a repressor of plant thermomorphogenesis in Arabidopsis. In Molecular plant, 15, 1725-1743. doi:10.1016/j.molp.2022.09.018. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36155833/
2. Vadla, Gangadhar P, Ricardez Hernandez, Sara M, Mao, Jiude, Singh, Kamal, Lorson, Monique A. 2023. ABT1 modifies SMARD1 pathology via interactions with IGHMBP2 and stimulation of ATPase and helicase activity. In JCI insight, 8, . doi:10.1172/jci.insight.164608. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36480289/
3. He, Wenping, Wang, Run, Zhang, Qi, Chen, Defu, Chen, Xiwen. 2023. E3 ligase ATL5 positively regulates seed longevity by mediating the degradation of ABT1 in Arabidopsis. In The New phytologist, 239, 1754-1770. doi:10.1111/nph.19080. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37337822/
4. Oda, Tsukasa, Fukuda, Aya, Hagiwara, Hiroko, Hisatake, Koji, Yamashita, Takayuki. . ABT1-associated protein (ABTAP), a novel nuclear protein conserved from yeast to mammals, represses transcriptional activation by ABT1. In Journal of cellular biochemistry, 93, 788-806. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15660422/
5. Zhou, Siquan, Luo, Hang, Tian, Ye, Xiong, Jingyuan, Cheng, Guo. 2023. Investigating the shared genetic architecture of post-traumatic stress disorder and gastrointestinal tract disorders: a genome-wide cross-trait analysis. In Psychological medicine, 53, 7627-7635. doi:10.1017/S0033291723001423. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37218628/