CSTB基因启动子区十二核苷酸重复序列dCGCGGGGCGGGGn形成串联G-四链体的研究

摘要

DNA串联重复序列扩展是引起多种神经性疾病的一个重要因素。对重复序列形成的高级结构研究可为相关疾病的发病机制和治疗策略提供重要的理论基础。位于半胱氨酸蛋白酶抑制剂B(cystatin B,CSTB)基因启动子区的一段十二核苷酸重复序列d[CGCGGGGCGGGG]n的扩展是导致其表达异常,进而引起神经退行性疾病进行性肌阵挛癫痫(progressive myoclonus epilepsy,EPM1)的主要原因。但对其可能机制及高级结构的研究尚未见报道。本研究采用圆二色光谱法(circular dichroism spectroscopy,CD)和核磁共振波谱法(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR),对含有多个重复单元的d[CGCGGGGCGGGG]n(n=2,4)形成的高级结构进行了解析。结果发现,含有2个重复单元的d[CGCGGGGCGGGG]2序列,可在1价阳离子K+诱导下,形成稳定的平行链G-四链体结构。而含4个重复单元的d[CGCGGGGCGGGG]4序列,可在分子内形成串联G-四链体堆叠排列。说明含多个重复单元的十二核苷酸重复序列,可形成分子内串联堆叠G-四链体高级结构。这些结果为十二核苷酸重复序列扩展,导致CSTB基因表达异常的分子机制提供了一种可能的合理假说,并为后续寻找小分子配体识别十二核苷酸串联重复扩展序列,进而调控CSTB基因表达的EPM1治疗策略提供了理论基础。