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威尼斯wnsr888周天华研究小组发现细胞内分子马达调控的新机制

发布日期:2010年03月31日 19:20 来源:医学院
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  《美国国家科学院院刊》(PNAS)于近日在线发表了威尼斯wnsr888医学院细胞生物学系周天华研究小组的最新研究成果:NudCL2(细胞核分布蛋白NudC的同源基因)通过热休克蛋白Hsp90来稳定LIS1(无脑回综合症致病基因产物),进而调节细胞动力蛋白Dynein的功能。该课题组研究人员杨月红等人通过与威尼斯wnsr888附属邵逸夫医院姒健敏教授的合作,完成了该项研究工作。
  人体细胞内存在一套十分发达的主要由微管组成的高速运输系统,可将细胞内囊泡和大分子物质等及时运到目的地,执行各种生命活动。这种运输与高速铁路货物运输十分相似,需要动力牵引系统(火车头)、车厢和货物。动力蛋白Dynein是细胞内高速运输系统的主要生物纳米器械之一,可以牵引细胞内的”货运火车”,沿着微管组成的“高速铁路”运输各种货物,从而实现细胞内物质运输和信息交流。Dynein在细胞的各种生命活动,如分裂、运动、存活及个体发育过程中起着关键作用,其异常将有可能导致人类癌症和神经精神系统疾病。人类无脑回综合症致病基因LIS1犹如细胞内“火车司机”,是Dynein的重要调控蛋白;然而,目前国际学术界对LIS1的分子调控机制(犹如细胞内“火车运输调度系统”)了解甚少。周天华课题组成功克隆了一个全新的人类细胞核分布蛋白NudC的同源基因(NudCL2),发现其在细胞内的动态定位与LIS1及Dynein基本一致,其表达下降会诱导LIS1的不稳定,导致类似于LIS1或Dynein表达下调所产生的细胞功能异常。进一步研究显示,NudCL2和LIS1都可与热休克蛋白Hsp90相互作用。Hsp90是一种分子伴侣(Chaperone),能帮助细胞内蛋白质形成正确空间构象,使其靶蛋白正常执行各种特定功能。而Hsp90异常则会导致其目标蛋白的降解。杨月红等人发现NudCL2可能是一种分子共伴侣(Co-chaperone,分子伴侣的调节因子),通过增强LIS1和Hsp90的相互作用,使得LIS1获得正确的蛋白空间结构,从而行使其正常功能。因而,如果NudCL2表达量不足,LIS1将不能获得正常蛋白结构,不能有效执行其调节Dynein的功能,从而导致细胞出现多种类似于LIS1或Dynein功能异常的表型。
  这一研究首次提出了人类NudCL2蛋白通过分子伴侣Hsp90调节细胞内LIS1/Dynein复合体功能的分子机制的新假说。
  该研究项目得到了国家科技部、教育部、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金及钱江人才计划的资助。
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