发现调控Polycomb Group蛋白新机制

2011年01月24日14:35 | 中国发展门户网 www.chinagate.cn | 给编辑写信 字号:T|T
关键词: 2010科学发展报告 2010 科学发展报告 中国科学院院士 

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中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的岳锐和裴钢院士在《2010科学发展报告》上发表了题为“发现调控Polycomb Group蛋白新机制”的文章,较为详细地阐述了该所裴钢研究组在Polycomb Group(PcG)蛋白调控机制方面取得的最新研究成果。

文章首先介绍了PcG蛋白调控机制研究的重要意义。PcG蛋白是一类重要的表观遗传抑制因子,其经典功能是在发育过程中调控hoc基因的时空表达,从而建立正确的头尾分布模式。近年来,PcG蛋白又被证明在细胞增殖、干细胞全能性维持、癌症发生、基因印迹和X染色体失活等多种生命过程中发挥了重要作用。新近发现表明,PcG蛋白是胚胎发育过程中一系列调控蛋白的掌控者,但是其调节机制尚不清楚。因此,这一研究方向成为当今发育生物学及表观遗传学领域的热点之一。

文章随后重点介绍了裴钢研究组在PcG蛋白调控机制领域取得的最新研究成果。研究人员发现,PcG蛋白的基因沉默作用受到一种多功能信号蛋白β-arrestin 1的调控。该信号蛋白在进化上高度保守,在斑马鱼早期胚胎发育中至关重要。实验表明,β-arrestin 1的缺失能够导致重要造血基因cdx4及其下游hox基因的表达下降,如果向斑马鱼中重新补充cdx4、hoxa9a或hoxb4a基因则能够恢复β-arrestin 1缺失所引起的造血异常,这就有力地证明了cdx4-hox信号通路的确受到β-arrestin 1的调控。研究人员进一步发现PcG蛋白招募者YY1能够与β-arrestin 1相互作用,并找到了不与YY1结合的β-arrestin 1突变体。实验结果充分表明,β-arrestin 1通过解除PcG蛋白的抑制作用促进了中胚层向血液方向的分化。

最后作者指出,该研究首次发现β-arrestin 1与PcG招募分子YY1的结合能够影响PcG的基因沉默功能,从而加深了人们对β-arrestin 1调控基因转录的认识及对PcG蛋白影响脊椎动物胚胎发育过程的理解。(摘自中国科学院“科学发展报告”课题组撰写的《2010科学发展报告》)

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