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彭金荣教授课题组在《 Nucleic Acids Research》发表论文阐明核仁蛋白 Sas10 与 Mpp10 在消化器官发育中的功能及其与Def-Capn3 蛋白降解途径的关系

发布者:郭欣艳发布时间:2019-03-07浏览次数:561

核仁又称‘核中核’,负责核糖体大小亚基的组装。核糖体对生命至关重要,它负责合成生命活动所需的所有蛋白质。在真核细胞中,核糖体生物合成所消耗的能量占细胞总能耗的 60%以上,这个过程包括 rRNA 前体的转录, 18S 5.8S  28S rRNA 的成熟,核糖体蛋白以及 rRNA 加工过程中所需要的非核糖体蛋白的翻译, 以及核糖体大小亚基的组装等。核糖体小亚基的形成围绕着 18S rRNA 的转录、加工、成熟开始, 47S rRNA 前体经过逐步剪切修饰形成成熟的 18SrRNA,这个重要的加工过程是逐步进行的并且被精确调控的。

2019  2  18 日,彭金荣教授课题组在 Nucleic Acids Research
 IF=11.561)在线发表题为 Sas10 controls ribosome biogenesis by stabilizing Mpp10 and delivering the Mpp10-Imp3-Imp4 complex to nucleolus doi: 10.1093/nar/gkz105)的研究论文,该最新研究成果揭示了核仁蛋白 Sas10  Mpp10 在脊椎动物中的生物学功能,以及其与核仁中 Def-Capn3 蛋白降解途径的关系。研究首次发现 Sas10 Mpp10 是脊椎动物消化器官发育所必需,首次证明 Mpp10 进入核仁依赖于 Sas10。此外,研究首次鉴定 Mpp10 是核仁中的 Def-CAPN3的蛋白降解途径的底物, Sas10  Mpp10 互作保护 Mpp10 不被半胱氨酸蛋白酶 CAPN3 降解。

Mpp10 是核糖体小亚基组装复合体的核心成分,参与调控 rRNA加工。然而自 1996  Mpp10 发现以来,关于其已知功能的报道局限于此,其在高等生命功能领域的研究还是一片空白。 Sas10 在已有报道中被证明与 Mpp10 结合,但结构分析核糖体小亚基组装复合体时并未发现含 Sas10,因此其功能还需要进一步的研究。课题组通过CRISPR-cas9 技术构建了 Sas10  Mpp10 缺失的斑马鱼突变体,并发现 Sas10  Mpp10 的缺失导致突变体 18S rRNA 的成熟受到严重影响,从而证明这两个蛋白参与 18S rRNA 的加工过程的功能在脊椎动物中是保守的。同时,课题组首次发现 Sas10  Mpp10 的缺失会影响斑马鱼的器官发育,引起小眼睛, 心包水肿,没有鱼鳔等一系列表征,消化器官的发育异常尤为严重。正是因为 Sas10  Mpp10 的重要性,在缺失这两个蛋白中的任何一个后,突变体斑马鱼胚胎致死。

课题组先前发现核仁中存在 Def-CAPN3 蛋白降解通路,能降解抑癌因子 p53,在这次研究中更是发现 Mpp10 也是这个蛋白降解途径的底物,从而证明核仁中存在除 p53 以外的 Def-CAPN3 的蛋白降解通路底物。研究同时发现, Sas10 通过与 Mpp10 结合保护 Mpp10 不被Def-CAPN3 通路降解,从而稳定 Mpp10,这在 Mpp10 的分子机制领域是一个全新的发现。

Sas10  Mpp10 的结合功能尚未被探索,课题组在细胞实验中发现 Sas10 对于 Mpp10 在细胞质中表达后进入核仁起到了关键性作用,并在斑马鱼体内进行了验证。并同时证明 Mpp10-Imp3-Imp4 这个亚复合体进入核仁依赖于 Sas10, 这是首次对 SSU 组装复合体核心组分Mpp10 亚复合体如何进入核仁的研究,为今后更好的了解核糖体合成机制奠定了基础。

研究成果拓展了人们对核仁蛋白Sas10Mpp10蛋白功能的认知,为后续进一步研究核仁蛋白的功能及其调控提供了新的思路。

本工作主要由彭金荣教授课题组博士生赵纾奕和陈亚越完成。此项研究主要由国家基金委( 31330050)和科技部( 2015CB942802)有关项目的支撑。

论 文 链 接 :https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkz105/5324451



  动物遗传繁育研究所供稿

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