-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
《神经元》《细胞》发表Notch信号途径新发现
【字体: 大 中 小 】 时间:2008年04月23日 来源:生物通
编辑推荐:
近期,国际权威杂志《细胞》和《神经元》杂志分别刊登了有关Notch信号途径研究的新发现。
生物通报道:近期,国际权威杂志《细胞》和《神经元》杂志分别刊登了有关Notch信号途径研究的新发现。
胚胎中的神经祖细胞依靠Notch效应子基因Hes1的表达,然而,长时间高水平的Hes1基因表达会抑制神经祖细胞的增殖和分化。4月10日的《神经元》杂志上,日本研究人员用实时成像的方法发现,Hes1基因在神经祖细胞中的表达呈动态振荡的形式。进一步的研究证实,持续过度的Hes1基因表达会抑制基因、Notch配体和细胞周期调节子的表达。这说明正是Hes1基因的振荡表达决定了颈板等基因的适量表达。
该研究组惊讶地发现,神经祖细胞中的颈板基因Neurogenin2(Ngn2)和Notch配体Delta-like1(Dll1)也在以振荡的方式表达并抑制Notch信号。通常人们认为Notch信号可以诱导神经细胞的分化,引发Hes1基因的下调以及Ngn2和Dll1基因的上调。Shimojo等的研究结果表明,Hes1基因的振荡表达调节着Ngn2和Dll1基因的振荡表达。而Ngn2和Dll1基因的振荡表达又通过引导Notch信号的共活化来保证神经祖细胞的正常运转。
此前,来自美国Baylor医学院和Stony Brook大学的研究人员发现,一个叫做rumi的新基因能够通过将一个葡萄糖分子添加到伸向细胞外的Notch蛋白部分来调节Notch信号途径。这项研究结果发表在1月25日的《Cell》杂志上。
由Notch蛋白掌控的细胞信号途径决定了细胞命运的确定和分化。Rumi基因的完全损失会导致Notch信号途径中的一种温度依赖性缺陷。
研究负责人、BCM分子与人类遗传学教授Hugo Bellen和同事们发现这种基因对果蝇的刚毛有影响。这些刚毛是外部感觉器官,与Notch信号途径的变化有关。事实上,Notch信号途径的丧失会导致这些外部感觉器官的丧失。缺少rumi蛋白的果蝇其胸部的刚毛密度高于正常密度,这表明Notch活性发生了细微的损失。但是,在25摄氏度时,这些刚毛就会掉了,这可能意味着Notch信号途径发生了严重的缺失。
在一个细胞中,Notch受体的活性需要北失活,从而使其有别于其他子代细胞,并且这个过程被反复用于许多连续性的细胞分裂中。例如,如果Notch在血液细胞系中被不当活化,那么就会导致白血病的发生。
这种新发现的基因在外周和中枢神经系统中都是关键基因。当胚胎缺少一种功能性的Notch蛋白时,它们就会产生太多的神经元。同样的现象也发生在rumi突变胚胎中。
在携带突变得rumi动物模型中,Notch蛋白质在膜中积累并且不能被活化。Rumi和一些与新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)一个特定过程有关的糖修饰酶之间的相似性使得研究人员思考是否rumi的丧失会影响葡萄糖分子被添加到Notch蛋白中的方式。
研究人员发现,一些糖不能被添加到rumi突变动物中。这些发现导致他们进一步的实验证实rumi相关蛋白是一种叫做O-糖基转移酶的酶类型。Notch蛋白横跨细胞膜,一部分在细胞内,一部分在细胞膜外。Notch的外部含有与表皮生长因素相似的氨基酸重复。Rumi与将糖分子添加到这些充分的特定区域有关。Bellen表示,这种糖在确保Notch被折叠成正确结构中起到关键作用。Rumi是目前为止鉴定出的第一个直接传递葡萄糖给蛋白质的蛋白质。(生物通雪花)