2022年 10月 4日, 星期二
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UHRF1如何调控AMPK的活性?在细胞代谢中又有哪些关键作用?

AMPK是细胞极为重要的能量感受器,当细胞处于能量匮乏的状态时AMPK会被激活,AMPK激活后可以磷酸化不同的下游底物从而促进分解代谢和抑制合成代谢,最终使细胞达到能量平衡状态。 

UHRF1是至关重要的DNA甲基化调控因子,它参与DNA维持甲基化过程的功能已经研究的比较清楚。另外,还有研究表明UHRF1参与DNA的损伤修复。但除此之外,UHRF1是否能直接调节细胞的代谢还不得而知。

2021年9月24日,发表于cell research 的一篇题为Nuclear UHRF1 is a gate-keeper of cellular AMPK activity andfunction(影响因子25.617)的论文研究发现,UHRF1可以调控AMPK的活性,在细胞代谢中具有关键作用。

本实验使用了质粒克隆,细胞培养与质粒转染,免疫共沉淀,Western Blot等实验技术。 运用英格恩RNA体内转染试剂,实现基因敲低,最终得出以下实验结果:

1.UHRF1与AMPK相互作用并调控AMPK活性

研究人员通过IP和WB检测证实了UHRF1与AMPK存在相互作用,且UHRF1能在多种细胞中显著抑制AMPK的活性。 

2.UHRF1对细胞质AMPK的抑制依赖于AMPK细胞质-核穿梭

紧接着研究人员通过核质分离和FRAP实验发现UHRF1可以调控细胞核和细胞质两部分AMPK的活性,并且UHRF1可以调控AMPK的核质穿梭。

3.UHRF1似乎不会通过上游激酶抑制AMPK的激活

接下来,研究人员发现,UHRF1似乎不会通过上游激酶抑制AMPK的激活,说明UHRF1独立于ATM抑制AMPK的激活。

4.另外,还有一些其他方面的发现。

  • 核UHRF1在细胞核和细胞质中都能显著抑制AMPK的活性,表明核UHRF1蛋白有助于AMPK的核保留和对核AMPK激酶活性的抑制。

  • UHRF1主要通过调控磷酸酶PP2A和AMPK的相互作用调控AMPK的活性,并且UHRF1对于AMPK的调控主要依赖于PP2A。

5.最后,通过体内实验进一步验证UHRF1负调控AMPK的活性 

总之,该研究将UHRF1确定为一种在细胞代谢中具有关键作用的新型AMPK上游调控因子。

前面已经提到,本次实验运用体内转染的技术实现了基因敲低,那动物体内转染技术还可以做什么呢?

  • 代替基因敲除动物,实验时间从数月缩短到3天,成本从数万减少到几千;

  • 代替转基因动物,动物数量任意,不用担心动物死亡,可任意重复实验;

  • 代替病毒感染动物,效率更高,可以做包括神经系统在内的全身任意器官的实验;

  • 可转任意核酸,基因敲除,转基因动物,病毒感染动物无法进行的实验,都可以用

另外,小编整理了表格,看完文字依旧不清晰的,可以看看表格里的详细对比。

 

基因敲除动物

Entranster-in vivo  

技术方法

 

同源重组等方法获得基因敲除动物,然后进行实验

直接将核酸与转染试剂混合,注射到动物体内

单次实验周期

10~20个月

3天

稳定性

一般

基因敲除或整合几率

一般

花费

几万到十几万

几千到几万

筛选

需要排除马赛克现象对后续生殖遗传的影响,并排除脱靶效应

无需特殊实验,可直接进行后续实验

操作步骤

复杂

简单

基因类型

各种

各种DNA/RNA

应用范围

基因功能及治疗研究

基因功能及治疗研究

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