RPT6的磷酸化控制其在雄性大鼠海马记忆形成过程中结合DNA并调节基因表达的能力

记忆形成需要基因表达、蛋白质合成和泛素-蛋白酶体系统（UPS）介导的蛋白质降解的协同控制。UPS的催化组分26S蛋白酶体包含一个20S催化核心和两个19S调节帽，19S帽调节亚基RPT6在丝氨酸120位点的磷酸化（pRPT6-S120）已被广泛认为在控制活性依赖性蛋白酶体活性增加中发挥作用。最近，RPT6也被证明在蛋白酶体之外发挥作用，在海马记忆形成过程中具有类似转录因子的功能。然而，关于“游离”RPT6在大脑中或记忆形成过程中的非蛋白酶体功能，以及S120磷酸化是否为这一转录控制功能所必需，目前知之甚少。在这里，我们使用RNA测序以及新的遗传方法和生化、分子及行为学实验来检验pRPT6-S120独立于蛋白酶体结合DNA并在记忆形成过程中调节基因表达的假设。在雄性大鼠背侧海马中，siRNA介导的游离RPT6敲低后的RNA测序揭示了恐惧条件化后的46个基因靶标，其中RPT6参与转录激活和抑制。通过CRISPR-dCas9介导的RPT6在靶基因的人工定位，我们发现RPT6单独结合DNA可能对学习后的基因表达改变很重要。此外，通过CRISPR-dCas13将RPT6上的S120转化为甘氨酸，揭示了S120的磷酸化是RPT6在记忆形成过程中结合DNA并正确调节转录所必需的。总之，我们揭示了RPT6磷酸化在记忆形成过程中控制基因转录的新功能。