清華歐光朔教授Cell子刊發(fā)育學(xué)新成果

日期：2016-10-27 08:48:24

10月24日，在Cell子刊《Developmental Cell》上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，來自清華大學(xué)的研究人員將遺傳學(xué)、生物化學(xué)和影像學(xué)方法想結(jié)合，來確定ABL激酶同系物ABL-1和生長因子受體結(jié)合蛋白2——Grb2/SEM-5，作為將MIG-13分別連接到WAVE和WASP的接頭蛋白。該研究發(fā)現(xiàn)，WAVE和WASP可以一種以前未知的半冗余方式協(xié)調(diào)作用，確保神經(jīng)發(fā)育過程中強(qiáng)大的細(xì)胞遷移。

這項(xiàng)研究的通訊作者是清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的歐光朔教授，其1994年至2001年在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院分別獲得理學(xué)學(xué)士、碩士學(xué)位，2006年在美國加州大學(xué)戴維斯分校獲細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)博士學(xué)位，2007年至2011年在美國加州大學(xué)舊金山分校/霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究院從事博士后研究，2011年至2013年為中科院生物物理研究所研究員?，F(xiàn)任清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師。歐光朔帶領(lǐng)的課題組以線蟲的Q神經(jīng)前體細(xì)胞為對象，研究細(xì)胞骨架和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白如何調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。Q神經(jīng)前體細(xì)胞發(fā)育過程包括不對稱分裂、長距離遷移、細(xì)胞凋亡及神經(jīng)絲的形成，最終產(chǎn)生觸覺神經(jīng)元和中間神經(jīng)元。他們建立了活體熒光顯微成像方法，在細(xì)胞器和分子水平上實(shí)時(shí)記錄Q細(xì)胞發(fā)育過程。該課題組還發(fā)展了對線蟲野生型基因組進(jìn)行條件性基因突變方法，研究Q細(xì)胞發(fā)育分子機(jī)制。相關(guān)研究成果曾經(jīng)發(fā)表在Nature、Science、JCB、PNAS、Development、Nature Biotechnology、Development Cell、Current Biology等國際著名學(xué)術(shù)期刊。

定向細(xì)胞遷移對于后生動(dòng)物的發(fā)育是至關(guān)重要的。在這項(xiàng)研究中，研究人員定義了兩個(gè)分子通路，它們在秀麗隱桿線蟲的成神經(jīng)細(xì)胞遷移過程中可激活Arp2/3復(fù)合物。跨膜蛋白MIG-13/Lrp12可通過分別與BL-1 or SEM-5/Grb2直接相互作用，而連接到Arp2 / 3核促進(jìn)因子WAVE或WASP。WAVE突變可部分地?fù)p壞F-actin的組織，并減緩細(xì)胞遷移，WASP突變并未抑制細(xì)胞遷移，但卻增強(qiáng)了WAVE缺陷型細(xì)胞中的遷移缺陷。

純化的SEM-5和MIG-2可在體外協(xié)同刺激WASP-Arp2/3的F-肌動(dòng)蛋白分支活性。在GFP基因敲入動(dòng)物中，WAVE和WASP在很大程度上被組織成處于優(yōu)勢地位的獨(dú)立集群，而WASP的數(shù)量小于WAVE，但可被WAVE突變提高。這些研究結(jié)果表明，MIG-13-WAVE途徑為細(xì)胞定向運(yùn)動(dòng)提供了主要力量，而MIG-13-WASP可部分地彌補(bǔ)其損失，從而強(qiáng)調(diào)了它們能夠協(xié)調(diào)活動(dòng)，促進(jìn)強(qiáng)大的細(xì)胞遷移。