清華歐光朔教授Cell子刊發育學新成果
日期:2016-10-27 08:48:24
10月24日,在Cell子刊《Developmental Cell》上發表的一項研究中,來自清華大學的研究人員將遺傳學、生物化學和影像學方法想結合,來確定ABL激酶同系物ABL-1和生長因子受體結合蛋白2——Grb2/SEM-5,作為將MIG-13分別連接到WAVE和WASP的接頭蛋白。該研究發現,WAVE和WASP可以一種以前未知的半冗余方式協調作用,確保神經發育過程中強大的細胞遷移。
這項研究的通訊作者是清華大學生命科學學院的歐光朔教授,其1994年至2001年在中國農業大學生物學院分別獲得理學學士、碩士學位,2006年在美國加州大學戴維斯分校獲細胞和發育生物學博士學位,2007年至2011年在美國加州大學舊金山分校/霍華德休斯醫學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。現任清華大學生命科學學院研究員、博士生導師。歐光朔帶領的課題組以線蟲的Q神經前體細胞為對象,研究細胞骨架和信號轉導蛋白如何調控神經系統的發育。Q神經前體細胞發育過程包括不對稱分裂、長距離遷移、細胞凋亡及神經絲的形成,最終產生觸覺神經元和中間神經元。他們建立了活體熒光顯微成像方法,在細胞器和分子水平上實時記錄Q細胞發育過程。該課題組還發展了對線蟲野生型基因組進行條件性基因突變方法,研究Q細胞發育分子機制。相關研究成果曾經發表在Nature、Science、JCB、PNAS、Development、Nature Biotechnology、Development Cell、Current Biology等國際著名學術期刊。
定向細胞遷移對于后生動物的發育是至關重要的。在這項研究中,研究人員定義了兩個分子通路,它們在秀麗隱桿線蟲的成神經細胞遷移過程中可激活Arp2/3復合物。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核促進因子WAVE或WASP。WAVE突變可部分地損壞F-actin的組織,并減緩細胞遷移,WASP突變并未抑制細胞遷移,但卻增強了WAVE缺陷型細胞中的遷移缺陷。
純化的SEM-5和MIG-2可在體外協同刺激WASP-Arp2/3的F-肌動蛋白分支活性。在GFP基因敲入動物中,WAVE和WASP在很大程度上被組織成處于優勢地位的獨立集群,而WASP的數量小于WAVE,但可被WAVE突變提高。這些研究結果表明,MIG-13-WAVE途徑為細胞定向運動提供了主要力量,而MIG-13-WASP可部分地彌補其損失,從而強調了它們能夠協調活動,促進強大的細胞遷移。
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