多功能蛋白质有助于血细胞发育
就像一个擅长喜剧和戏剧的演员一样,蛋白质也可以扮演多重角色。揭示这些不同的才能可以让研究人员更多地了解细胞的内在运作。它还可以产生关于进化的新发现以及蛋白质如何在数亿年内在物种中得到保护。
在一项新发现中,来自Salk研究所的一组研究人员在小鼠细胞中发现了一种名为nup98的蛋白质以前未知的工作。除了帮助控制分子进出细胞核的运动外,他们发现它还有助于指导血细胞的发育,使未成熟的血液干细胞分化成许多特化的成熟细胞类型。此外,他们发现了这种机制 - 当受到干扰时 - 这种分化过程可以促成某些类型的白血病的形成。研究结果发表在Genes&Development上。
“这项研究实际上是一次旅行,”Salk的首席科学官兼该研究的资深作者Martin Hetzer说。“Tobias Franks,我当时的博士后研究员和论文的第一作者,使用的方法结合了基因组学,蛋白质组学和细胞生物学。这个模型不容易研究,他在实验室里开发了一些非常聪明的技术来回答这些问题。“
多年来,Hetzer的实验室专注于一类叫做核孔蛋白(简称nups)的蛋白质,它们是核孔复合物的一部分。这种复合物调节细胞核(遗传物质所在的细胞核)和细胞质(含有其他细胞结构)之间的交通。核孔蛋白家族中约有30种蛋白质,除了形成核孔外,它们还具有许多不同的功能。已知其中一些作为转录因子起作用:这意味着它们有助于调节基因何时以及如何转化为蛋白质。
nup98具有此附加功能的发现并非完全出乎意料。来自Hetzer实验室的早期研究发现,它在其他细胞类型的基因调控中发挥作用。但该团队并不了解其在造血(血液)细胞中的功能。
此外,到目前为止,nup98如何调节转录的机制尚不清楚。研究人员发现它通过与称为Wdr82-Set1 / COMPASS的蛋白质复合物的连接起作用,该复合物是细胞表观遗传机制的一部分。“这种表观遗传过程有助于控制何时基因转录成蛋白质以及何时转录被阻断,”Hetzer说道,他还拥有Jesse和Caryl Phillips基金会主席。
另一件与本研究不同的是,它是在小鼠细胞中完成的,而不是像酵母和果蝇这样的简单模型生物。“这是这些nup蛋白质如何在哺乳动物中起作用的第一个机制见解,”Hetzer补充道。“我们只是触及了这里的表面,揭示了这种进化上保守的机制如何在哺乳动物细胞中发挥作用。”他实验室的未来工作将把nup98的研究扩展到灵长类动物和人类。
虽然Hetzer没有立即计划将他们的研究结果作为开发白血病药物的途径,但他表示其他人可能会接受这方面的研究。导致白血病的细胞分化过程的破坏是由单个基因融合引起的,当两个不打算相互作用的染色体部分变得相关时。他说,像这样的单一遗传变化驱动的癌症已被证明比多种基因改变驱动的癌症更容易被药物阻断。