《新泛素化修飾因子對Hedgehog信號通路調控機制研究》是依託中國農業大學，由張俊爭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新泛素化修飾因子對Hedgehog信號通路調控機制研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：張俊爭
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Hh信號通路作為最為保守的信號途徑之一，控制著發育過程中細胞的增殖與分化。Hh信號通路的異常將會導致包括出生缺陷及癌症、肥胖在內的多種發育異常和惡性疾病。Smo蛋白作為Hh通路的信號轉換元件，是激活Hh信號通路的充分必要因子。Smo蛋白質轉錄後水平的調控是Hh通路傳導調節機制中最重要的環節之一。最新的報導發現了Smo蛋白可以被泛素化修飾，但是泛素化對Smo活性調控的分子機制還不明朗。更重要的是，能夠功能性的調控Smo泛素化水平的泛素連線酶和去泛素酶仍然未知。在模式生物果蠅中，通過靶向性的體內RNAi篩選，我們發現了可能調控Smo的泛素化水平的泛素連線酶和去泛素酶基因。我們將深入探索這兩個新基因對Smo活性及Hh信號傳導的調控機制。研究表明磷酸化修飾和細胞膜定位都是激活Smo所必需的，但是它們與泛素化之間是否存在調控關係完全未知，本申請將著重對此進行研究, 以闡釋對Smo活性調控的整合機制。
結題摘要
Hh信號通路高度保守，其在動物發育過程中有重要的調控功能。Smo蛋白作為Hh通路的信號轉換元件，是激活Hh信號通路的充分必要因子。Smo蛋白質轉錄後水平的調控是Hh通路傳導調節機制中最重要的環節之一，但其調控機制仍未完全明了。在模式生物果蠅中，通過靶向性的體內RNAi篩選，我們發現了可能調控Smo的泛素化水平的泛素連線酶基因SA和去泛素酶基因SD。在本項目的資助下，我們對SA和SD的作用機制進行了較深入的研究，主要獲得了以下結果： 1、泛素連線酶SA對Smo及Hh信號轉導的調控機制。通過突變體分析、遺傳互作分析、蛋白互作及泛素化水平檢測等實驗，明確了SA識別Smo為底物進行泛素化並促進其降解，驗證了SA為Hh信號活性的負調控因子。 2、去泛素化酶SD調節Smo的泛素化及Hh信號通路活性的作用機理。結合使用遺傳學及生物化學手段，基本確認SD在發育過程中通過去泛素化Smo蛋白實現對SA的拮抗效應，從而表現為Hh信號通路的正調控因子。 3、Smo活性的綜合調控機制。驗證了Smo的負調控因子Ptc通過促進其泛素化和降解從而抑制其活性，並初步釐清了Smo蛋白的泛素化狀態、磷酸化狀態和亞細胞定位之間的關係，為深入理解Smo活性的綜合調控機制提供了重要的實驗依據。 這些實驗結果揭示了Smo的泛素化水平對其活性的重要影響，鑑定出了調控Smo泛素化水平的主要蛋白因子，基本釐清了Smo蛋白的不同修飾方式之間的關係，為深入理解Smo活性的綜合調控機制提供了重要的實驗依據，具有較重要的理論基礎研究意義。Hh信號通路作為最為保守的信號途徑之一，控制著發育過程中細胞的增殖與分化。Hh信號通路，特別是Smo的過度活化已被證明與多種癌症發生相關。因此，我們對於Smo蛋白活性調控機制的研究有助於破譯腫瘤致病機理，為疾病治療和藥物研發提供理論依據。 受實驗過程中觀察到的果蠅翅發育表型啟發，我們同時開展了對果蠅Notch信號通路調控機制的研究，鑑定出了一批全新的調控因子並開展了功能研究，一些相關工作已經總結髮表為兩篇科學論文。
