來自中科院動(dòng)物研究所，清華大學(xué)生科院的研究人員發(fā)現(xiàn)了果蠅生殖干細(xì)胞分化的一種新機(jī)制，并且這一機(jī)制也可以延伸到斑馬魚和人類細(xì)胞，這對(duì)于分析生殖干細(xì)胞分化機(jī)制具有重要的意義。這一研究成果公布在上周的Cell雜志上。
文章的通訊作者是中科院動(dòng)物研究所的陳大華研究員，這位入選“百人計(jì)劃”，獲得國家基金委杰出青年資助的研究人員在干細(xì)胞分裂機(jī)制等方面取得了許多重要成果，其研究組的主要研究方向是以果蠅和小鼠等模式動(dòng)物作為模型系統(tǒng)，研究干細(xì)胞分裂和分化以及個(gè)體衰老與長(zhǎng)壽的分子機(jī)制。
干細(xì)胞是生物體內(nèi)少數(shù)處于無限增殖，未分化或低分化狀態(tài)并具有多種或一種分化潛能的細(xì)胞群。干細(xì)胞的*能力表現(xiàn)在于，通過不對(duì)稱分裂產(chǎn)生具有相反命運(yùn)的兩個(gè)子代細(xì)胞，一個(gè)是通過自我更新，重新產(chǎn)生維持干細(xì)胞特性的新干細(xì)胞；而另一個(gè)子細(xì)胞則步入分化程序，進(jìn)而形成新的組織，或替代生物體中損傷或丟失的組織和器官以維持生命活動(dòng)的延續(xù)。而生殖干細(xì)胞如何維持其未分化狀態(tài)是這一領(lǐng)域的一項(xiàng)核心課題。
之前的研究顯示，骨形成蛋白（BMP）對(duì)于維持果蠅生殖干細(xì)胞的未分化狀態(tài)具有重要的意義，這種作用因子可以通過分化因子Bam，抑制生殖干細(xì)胞的分化，但是這一具體的過程，至今科學(xué)家們還不是很清楚。
在這篇文章中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種*/*激酶：Fused （Fu）能調(diào)控Hedgehog，并與Smurf形成復(fù)合物，通過BMP應(yīng)答系統(tǒng)操縱果蠅生殖干細(xì)胞的命運(yùn)，而且研究人員在斑馬魚，以及人類細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了相似的作用，這說明這一新機(jī)制可能具有廣泛的保守性。
去年陳大華研究組還發(fā)現(xiàn)了泛素介導(dǎo)的細(xì)胞周期蛋白在調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)方面的重要作用，他們以果蠅生殖干細(xì)胞為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)泛素化過程相關(guān)的一種重要的基因effete——編碼一種泛素接合酶E2（Ubiquitin-conjugating Enzyme），在調(diào)控果蠅卵巢生殖干細(xì)胞的命運(yùn)決定中發(fā)揮重要作用。
進(jìn)一步運(yùn)用遺傳學(xué)、生化及分子生物學(xué)等多種手段研究發(fā)現(xiàn)，Eff蛋白通過結(jié)合有絲分裂后期促進(jìn)因子APC（一種多亞基的泛素連接酶E3）復(fù)合體中的dAPC2，介導(dǎo)細(xì)胞周期蛋白——Cyclin A的泛素化，從而通過調(diào)控Cyclin A蛋白水平的變化來影響生殖干細(xì)胞的命運(yùn)。這將泛素化信號(hào)通路調(diào)控與干細(xì)胞的命運(yùn)決定起來，同時(shí)也表明了細(xì)胞周期調(diào)控因子直接控制干細(xì)胞的維持與分化。泛素化機(jī)理和細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制從酵母到高等哺乳動(dòng)物高度保守，說明哺乳動(dòng)物中可能存在相似的調(diào)控機(jī)制控制干細(xì)胞的命運(yùn)。
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