中科院遗传所张永清研究员果蝇研究新进展

　　

生物通报道：TBCE (Tubulin specific chaperone E ，微管特异性分子伴侣E)基因突变后临床上导致两种常染色体隐性遗传病，人类HRD综合征（Hypoparathyroidism, growth and mental Retardation, and characteristic Dysmorphism, HRD）和Kenny-Caffey 综合征（Kenny-Caffey syndrome, KCS）。来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的张永清研究员的研究组对TECE对果蝇微管结构与功能调节进行了深入研究。

 

HRD综合征的临床表现主要是智力低下、生长迟缓和面部畸形。Kenny-Caffey 综合征除了上述症状外还有骨质硬化和反复性感染等特征。TBCE编码一个参与α-tubulin折叠的伴侣蛋白。根据对患者的体外培养细胞研究显示，其细胞微管网络出现明显异常，表现为微管组织中心的微管密度下降。

 

为了进一步研究HRD及Kenny-Caffey综合症的致病机理及TBCE蛋白的功能，研究组建立了相应的果蝇同源基因暂命名为CG7861（其编码蛋白为dTBCE）的研究模型。而且还构建了研究所需的主要工具，即针对dTBCE的单克隆抗体，和用于组织特异性过高表达的UAS-CG7861以及组织特异性敲减的UAS-CG7861 RNAi的转基因果蝇。他们运用这些工具对该基因的功能进行了初步分析。

在果蝇幼虫的肌肉细胞中，微管呈现为一种由直线状微管组成的松散而有序的网络结构。当在肌肉中特异性诱导RNAi的表达而降低dTBCE蛋白的表达后，果蝇肌肉细胞中的微管网络受到破坏。微管由原来的网络结构变为弯曲、短粗，且不交联成网络。同时，在野生型果蝇肌肉所表现的在细胞核周围微管密集的现象也明显受到破坏，表现为细胞核周围微管稀少。另一方面，在肌肉中过高表达dTBCE蛋白对微管所产生的影响与表达RNAi的结果正好相反，表现为微管网络更为致密，形成更多的由数条微管形成的束状结构。同时，在细胞核周围微管密度明显增加。在果蝇行为学表现上，尽管dTBCE过表达与野生型果蝇没有明显差别，但dTBCE蛋白敲减后的果蝇运动能力明显下降，表现为翻身困难。这些表型分析的结果表明，TBCE调控微管蛋白的结构与功能。

张永清 男 博士，研究员，博士生导师。1985年获武汉华中农业大学学士学位，1991年获北京农业大学（现中国农业大学）博士学位。1992－1993在中国科学院微生物研究所作博士后。1994年在荷兰Wageningen大学作访问学者。1995-1997年在英国剑桥大学作博士后。1998-2003年先后在美国尤他大学和Vanderbilt大学作博士后和访问学者。先后获得美国FRAXA Research Foundation（2001-2002）和 Vanderbilt大学Kennedy Center for Research on Human Development（2003）的研究奖。

 

　　张永清研究员的主要研究方向:利用传统的模式动物果蝇进行神经生物学的基础应用研究。由于果蝇的神经系统在分子和细胞水平上与哺乳动物的非常相似，这一研究将有助于我们对人类大脑功能的认识。

主要研究内容包括：以果蝇为材料，用分子、细胞、遗传、发育和神经生物学为主要实验检测手段研究神经系统的结构和功能；以果蝇为模式动物研究人类重要神经疾病包括智力低下的分子遗传机制，从而为这类疾病的预防和治疗提供理论依据，同时为神经系统的正常发育和功能提供新的见解。（生物通雪花）