浙大長江特聘教授彭金榮PLOS發(fā)表關于細胞周期的新成果

2016年10月05日訊 國際著名學術雜志《PLOS Biology》上在線發(fā)表浙江大學彭動物科學學院教授金榮實驗室的最新學術成果，題為“Phosphorylation of Def Regulates Nucleolar p53 Turnover and Cell Cycle Progression through Def Recruitment of Calpain3”。這項研究指出，在器官發(fā)生過程中，Def-CAPN3途徑通過細胞周期相關底物的選擇性滅活，充當細胞增殖的一個核仁檢查點。

陳俊研究員和彭金榮研究員為論文共同通訊作者。彭金榮教授是教育部“長江特聘教授”、中組部國家“千人計劃”，國家“杰出青年基金”獲得者。其1984年本科畢業(yè)于四川大學生物系，1987年中科院上海生物化學研究所碩士畢業(yè)，1993在英國John Innes Centre獲得博士學位，后繼續(xù)在John Innes Centre做博士后研究工作。從1999年11月起先后在新加坡農業(yè)分子生物學研究所、新加坡細胞分子生物學研究所任功能基因組學實驗室主任和資深科學家。

在真核細胞中，核仁是一個亞細胞器，主要用于核糖體大、小亞基的生物合成。然而，在培養(yǎng)的人HeLa細胞、擬南芥和人類T細胞中進行的核仁蛋白質組學生物信息學分析表明，只有30%的核仁蛋白（約200個來自擬南芥，大約700個來自人類細胞）有與核糖體亞基的生產直接相關的功能；其余的都參與了多種生化過程，包括細胞周期調控、應激反應和核糖核蛋白的生物合成。

越來越多的證據表明，核仁蛋白具有雙重功能。例如，核仁磷酸蛋白不僅在核糖體的生物合成中發(fā)揮作用，也在細胞中心體的復制和應激反應中起作用。據認為，核仁蛋白能調節(jié)核糖體生物合成的每一步，也被稱為是一種多功能蛋白，影響mRNA的穩(wěn)定性和翻譯。除了其在rRNA成熟中的作用之外，DEAD-box RNA解旋酶DDX21可促進snoRNAs及其他核糖體蛋白的表達。然而，許多核仁蛋白的確切生物學功能仍然是難以捉摸的。

消化器官膨脹系數（Def）是一種核仁蛋白，在多個物種之間是保守的，包括酵母、果蠅、斑馬魚、小鼠、擬南芥和人類。在斑馬魚中，DEF的功能缺失（def- / -）可引起消化器官發(fā)育不全，這是由于細胞周期阻滯而不是由于細胞凋亡。這一結果部分歸因于def-/-中p53蛋白的穩(wěn)定化，這反過來又直接反式激活p53同種型Δ113p53的表達，其作用是拮抗p53凋亡活性。引人注意的是，在def-/-中穩(wěn)定的p53聚集在核仁。這可以通過一個發(fā)現得以解釋，即，Def與半胱氨酸蛋白酶鈣激活酶3（CAPN3）合作，來降解p53。進一步的研究表明，在def+/-雜合魚中的Def單倍劑量不足，可激活p53依賴的轉化生長因子β信號通路，并導致肝部分切除術后的瘢痕形成。

除了其在p53功能調節(jié)中的作用之外，Def也參與不同生物的rRNA前體加工。然而，Def對p53穩(wěn)定性、細胞周期進程以及小亞基生物合成的調控的精確分子機制，仍不清楚。在這項研究中，研究人員調查了三個問題：（i）p53是CAPN3的一個直接靶標嗎？（ii）Def和CAPN3之間是什么關系？（iii）Def功能是如何調節(jié)的？在本質上，這項研究表明，Def決定了CAPN3 / Capn3b的核仁定位，從而使其實現它的核仁功能。Def蛋白質在多個絲氨酸殘基上被磷酸化，這些修改以不同的組合起作用，來調節(jié)Def-CAPN3復合物對肝臟發(fā)展、p53降解和細胞周期進程的作用。研究人員還討論了Def-CAPN3蛋白降解途徑在器官形成過程中對于細胞周期調控的重要性。

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