研究解析核孔蛋白在胚胎發育中作用

2020-12-05 科學網

 

來自清華大學的研究人員發表了題為「Loss of zygotic NUP107 protein causes missing of pharyngeal skeleton and other tissue defects with impaired nuclear pore function in zebrafish embryos」的文章，首次利用脊椎動物模型解析了核孔蛋白107（Nup107）在胚胎發育過程中的作用，有助於進一步探索核孔複合物在發育過程中扮演的角色，相關成果公布在The Journal of Biological Chemistry雜誌上。

 

文章的通訊作者是清華大學生命科學學院教授，中科院院士孟安明。孟教授研究組主要方向為脊椎動物胚胎的分子發育生物學，研究組成員利用斑馬魚做模式動物，分離克隆Nodal和FGF等信號通路的新的介導因子和調節因子，結合分子生物學、細胞生物學、遺傳學等技術，研究它們在胚胎發育中的作用及其作用機制。

 

核孔蛋白107(nucleoporin 107kDa, Nup107)是核孔複合體的重要組成部分，研究顯示Nup107-160 多聚蛋白構成的亞複合體結構是核孔複合體組裝的必需成分，然而在脊椎動物中，這種亞複合體結構中各成分的發育功能卻仍然未知，尤其是關於Nup107是否在脊椎動物胚胎發育過程中扮演重要角色，科學家們還並不知曉。

  

斑馬魚中nup107來自母系表達，並且其合子表達在受精後24小時的頭部區域和腸道中佔據主導地位，在這篇文章中，研究人員設計了一個斑馬魚突變系：nup107tsu068Gt，這個突變系中nup107第一個內含子被Tol2轉座子的插入而被「攔腰砍斷」，因此無法正常轉錄。

 

研究人員發現純合子nup107tsu068Gt突變胚胎，在受精後3天會出現組織組織特異性的缺陷，比如缺失咽骨架，腸道退化，沒有鰾，和小眼。這些突變體在5-6天內死亡，受影響的組織會出現大量的細胞凋亡，其中一些涉及p53的細胞凋亡通路。

 

而且研究人員發現在缺陷組織細胞中，FG-repeat核孔蛋白無法形成，和核孔的數量減少，導致mRNA無法從細胞核移動到細胞質中，這些實驗結果揭示了脊椎動物Nup107在發育過程中的新作用機制。

 

孟教授研究組今年還曾與美國貝勒醫學院馮新華教授合作，指出一種蛋白磷酸酶：Ppp4c是BMP信號的一個重要的正向調節因子，促進斑馬魚胚胎早期的腹部組織發育。這揭示了斑馬魚胚胎腹部組織發育的一種新機制。（來源：生物通 張迪）

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