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LINE-1 逆转录转座子的综合结构生物学
背景：LINE-1 (L1) 逆转录转座子通过其两个转录本（多功能酶 ORF2p 和分子伴侣 ORF1p）实现的“复制粘贴”机制写入了近一半的人类基因组。ORF2p 的核心包含一个逆转录酶 (RT)，其 N 端包含一个结构独立的核酸内切酶 (ENDO) 结构域。ORF1p 是小 RNA 结合结构域的卷曲螺旋三聚体组装体，进一步组装形成细胞中的多聚核糖核蛋白 (RNP) 颗粒。LINE-1 已成为与癌症、自身免疫、神经退行性疾病和衰老有关的潜在治疗靶点。我们最近解决了人类 LINE-1 RT 的第一个晶体结构，表征了催化循环中的不同状态以及与抑制剂结合的催化停滞状态。结合对 Line-1 ENDO 和 ORF1p 结构的访问，这使我们能够采取综合发现方法，合理设计调节 LINE-1 功能各个方面的小分子，以满足不同治疗适应症的细微要求。
通过...
长期散布的元素-1（LINE-1，L1）是可转座元素，占人类基因组的17％。这些元素可以复制并插入新的基因组位置。通常，它们在健康组织中保持沉默，但在各种人类疾病中表达。线1表达与衰老，神经退行性疾病，癌症和自身免疫性疾病有关。尽管线1表达与疾病有相关性，但几乎没有什么了解如何调节线路1的表达。为了探讨这一点，我们开发了一个细胞报告系统，以同时监测LINE-1-1编码ORF1P和ORF2P的蛋白质水平。使用此报告基因系统，使用基于基因组CRISPR/CAS9的筛选，我们确定了在RNA和蛋白质水平上控制LINE-1表达的基因。除了诸如Hush Complex之类的已知调节剂外，我们的筛查还发现了ORF1P和ORF2P的先前未知的调节剂，其中许多似乎参与了与人类疾病有关的关键分子途径。这些发现可能会增强我们对调节线路1的分子机制的理解，并提供对与线路1失调相关的疾病的潜在治疗靶标的见解。
重新审查合成ORF序列对工程线路1逆转录的影响
A.从左到右：每个构造的示意图，一个来自逆转录术539分析的代表性井以及相对于SML1的逆转录效率。L1SPA_DBL_SMBB包含L1SPA_DOBLE的ORF1和540 ORF2序列，在ORF1P启动密码子（如SML1），541），541和SML1结构的删除3'UTR上具有Kozak共识。Restore_3'utr等于l1spa_dbl_smbb，但完整的L1SPA 3'UTR恢复了Neo Cassette的上游542。grr_after_neo等效于543 L1SPA_DBL_SMBB，但与Neo 544盒的下游放置的L1SPA 3'UTR的G-RICH区域，并删除了人类L1 Polyadyenylation信号。直方图显示了三个545生物复制测定的平均值，每个测定法包括每个构造的三个技术重复。三角形，正方形，546和钻石形状表示每个生物学重复的个体值，误差线547代表生物学重复之间的标准偏差。548
2020; 11(3): 733-740. doi: 10.7150/jca.37776 研究论文核仁素拮抗剂 N6L 抑制非小细胞肺癌中的 LINE1 逆转录转座子活性
肺癌是美国最常见的癌症死亡原因。非小细胞肺癌 (NSCLC) 是最常见的肺癌类型，其基因组受到长散在核因子 (LINE1) 插入的强烈影响。活性 LINE1 是重复的 DNA 序列，它们可以利用逆转录转座机制在基因组中自我扩增，其中 LINE1 通过逆转录复制并插入目标位点。ORF1p 和 ORF2p 是 LINE1 编码蛋白，对 LINE1 逆转座必不可少。LINE1 在体细胞组织中表观遗传沉默，其重新激活与癌症发病机制有关。在这里，我们提出证据表明核仁素 (NCL) 调节 NSCLC 细胞中 LINE1-ORF1p (L1-ORF1p) 的表达。NCL 的基因敲除显着抑制了各种 NSCLC 细胞系中 L1-ORF1p 的表达。使用研究性 NCL 拮抗剂 N6L 治疗可消除所有组成性表达 L1-ORF1p 的细胞系中的 L1-ORF1p 表达。N6L 在表达最高 L1-ORF1p 蛋白水平的 NSCLC 肿瘤细胞系中表现出更强的抗增殖活性。此外，N6L 治疗携带 NSCLC 肿瘤异种移植的裸鼠可阻断 L1-ORF1p 表达并有效抑制肿瘤生长。这些数据表明 L1-ORF1p 表达受 NCL 调控，并将 NCL 确定为 LINE1 药理学抑制的新型有希望靶点。