05杰青蛋白功能研究文章登《Development》

　　

生物通报道，据中国科学院遗传与发育生物学研究所最新消息，该所发育生物学研究中心副主任张永清研究员领衔的研究小组在最新一期的《Development》上发表研究成果，文章标题为：Drosophila Tubulin-specific chaperone E functions at neuromuscular synapses and is required for microtubule network formation，主要解析了神经肌肉突触中微管蛋白特异伴侣蛋白E在微管网络结构发育过程中的重要作用。

 

微管蛋白特异伴侣蛋白E（Tubulin-specific chaperone E，TBCE）,TBCE 是一种分布在细胞骨架，微管中的蛋白，主要与未折叠蛋白和伴侣蛋白结合，促进蛋白折叠和β微管蛋白折叠，如果发生异常会导致甲状腺不足低下，形态异常综合征、Kenny-Caffey 综合征(侏儒症伴管状骨皮质增厚)，面部先天性畸形（Hypoparathyroidism, mental retardation and facial dysmorphism ，HRD）等疾病的发生。

 

研究人员发现，如果小鼠的TBCE蛋白发生变异会导致运动神经元发生退行性病变。为了深入了解TBCE在HRD过程中所起的作用，张永清研究小组突变了生物模型果蝇的TBEC基因，并可用特殊的技术控制TBCE基因在特定组织中的表达量。

 

研究人员从完全缺失试验开始，首先使得果蝇完全不表达TBCE蛋白，结果导致果蝇胚胎无法正常发育最终死亡。

 

研究人员又尝试过度表达TBCE或是极低量表达TBCE蛋白，结果果蝇都发生病变，过度表达导致微管大量形成，过低表达导致微管功能紊乱。并且研究还发现TBCE蛋白表达量发生变化还会影响神经肌肉突触的功能。

 

用遗传分析手段研究发现，TBCE蛋白与植物微管切割蛋白Spastin（microtubule-severing protein Spastin）之间存在拮抗作用，以上试验连同用微管解聚药nocodazole处理肌肉的结果表明，TBCE蛋白是一种微管聚合蛋白（tubulin polymerizing protein）。

 

这些研究结果表明TBCE蛋白在神经肌肉突触发育过程中起重要的作用，尤其对微管的结构的形成具有重要作用。这一结果为某些疾病的研究带来了新的见解。

生物通 小茜

生物通推荐原文检索：Drosophila Tubulin-specific chaperone E functions at neuromuscular synapses and is required for microtubule network formation

【Abstract】

Hypoparathyroidism, mental retardation and facial dysmorphism (HRD) is a fatal developmental disease caused by mutations in tubulin-specific chaperone E (TBCE). A mouse Tbce mutation causes progressive motor neuronopathy. To dissect the functions of TBCE and the pathogenesis of HRD, we generated mutations in Drosophila tbce, and manipulated its expression in a tissue-specific manner. Drosophila tbce nulls are embryonic lethal. Tissue-specific knockdown and overexpression of tbce in neuromusculature resulted in disrupted and increased microtubules, respectively. Alterations in TBCE expression also affected neuromuscular synapses. Genetic analyses revealed an antagonistic interaction between TBCE and the microtubule-severing protein Spastin. Moreover, treatment of muscles with the microtubule-depolymerizing drug nocodazole implicated TBCE as a tubulin polymerizing protein. Taken together, our results demonstrate that TBCE is required for the normal development and function of neuromuscular synapses and that it promotes microtubule formation. As defective microtubules are implicated in many neurological and developmental diseases, our work on TBCE may offer novel insights into their basis.

 

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。2004年中国科学院“****”入选者，2005年国家杰出青年科学基金获得者。

 

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结构和功能的认识。

主要研究内容包括：　

　　1） 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。

2） 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。