斑馬魚肌動蛋白纖維造型和肌肉發育

2020-11-28 科學網

 

以前的研究表明，在人類中，至少有四個肌管素（myotubularin）家族基因的突變會造成神經性肌肉紊亂，但是它們的信號通路和調節機制一直不清楚。最近，水生所淡水生態與生物技術國家重點實驗室由桂建芳研究員主持的魚類發育遺傳學學科組的一項研究發現，一個肌管素相關的（myotubularin-related）磷酸酶Mtmr8與磷脂醯肌醇-3激酶（phosphatidylinositol-3-kinase）PI3K合作調節斑馬魚的肌動蛋白纖維造型和肌肉發育。他們首先從斑馬魚中克隆鑑定出Mtmr8，發現Mtmr8在體節發生早期主要在眼部和體節部位表達；然後，他們用morpholino敲降策略來研究該基因的功能及其作用機制。他們發現，在Mtmr8敲降的胚胎中，肌節發生出現明顯畸形，且Akt的磷酸化水平明顯上升；進一步研究發現，雖然Mtmr8的PH/G結構域缺失對胚胎發育沒有造成明顯影響，但加入PI3K抑制劑LY294002後會造成明顯的胚胎發育缺陷，表明PH/G結構域對於Mtmr8的功能是必需的。接著，他們進一步研究了Mtmr8和PI3K在肌動蛋白纖維造型和肌肉發育中的作用，發現Mtmr8 morpholino敲降會導致胚胎肌動蛋白細胞骨架的解體混亂，而且證實這些作用是通過影響Hedgehog通路引起的；細胞移植實驗研究表明，Mtmr8以非細胞自主方式調節肌動蛋白造型。上述研究揭示出Mtmr8與PI3K協同作用調節斑馬魚肌動蛋白造型和肌肉發育，而且證實Hedgehog信號通路參與其中。由於截至目前為止，還沒有有效的治療先天性肌管性肌病，他們的結果首次提供了一個在體內研究MTM家族相關疾病分子機制的技術途徑，這些結果對進一步研究有重要的指導意義。

 

該研究得到國家基礎研究973計劃等項目的資助，主要是由博士研究生梅潔等完成，研究論文3月26日在PLoS ONE 的Developmental Biology網上發表。 （來源：水生動物研究所）

 

（《PloS遺傳學》（PLoS Genetics），doi: 10.1371/journal.pone.0004979，Jie Mei，Jian-Fang Gui）

 

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