浙大长江特聘教授彭金荣PLOS发表新成果

　　

生物通报道：2016年9月22日，国际著名学术杂志《PLOS Biology》上在线发表浙江大学彭动物科学学院教授金荣实验室的最新学术成果，题为“Phosphorylation of Def Regulates Nucleolar p53 Turnover and Cell Cycle Progression through Def Recruitment of Calpain3”。这项研究指出，在器官发生过程中，Def-CAPN3途径通过细胞周期相关底物的选择性灭活，充当细胞增殖的一个核仁检查点。点击阅读浙大更多研究成果：浙大管敏鑫研究组连发三项学术成果；浙大**教授Plant Cell发表新成果；浙大青年****mBio发表抗生素耐药研究。

陈俊研究员和彭金荣研究员为论文共同通讯作者。彭金荣教授是教育部“长江特聘教授”、中组部国家“****”，国家“杰出青年基金”获得者。其1984年本科毕业于四川大学生物系，1987年中科院上海生物化学研究所硕士毕业，1993在英国John Innes Centre获得博士学位，后继续在John Innes Centre做博士后研究工作。从1999年11月起先后在新加坡农业分子生物学研究所、新加坡细胞分子生物学研究所任功能基因组学实验室主任和资深科学家。

在真核细胞中，核仁是一个亚细胞器，主要用于核糖体大、小亚基的生物合成。然而，在培养的人HeLa细胞、拟南芥和人类T细胞中进行的核仁蛋白质组学生物信息学分析表明，只有30%的核仁蛋白（约200个来自拟南芥，大约700个来自人类细胞）有与核糖体亚基的生产直接相关的功能；其余的都参与了多种生化过程，包括细胞周期调控、应激反应和核糖核蛋白的生物合成。

完美Western Blot就在GE Amersham WB,立即获取免费资料

越来越多的证据表明，核仁蛋白具有双重功能。例如，核仁磷酸蛋白不仅在核糖体的生物合成中发挥作用，也在细胞中心体的复制和应激反应中起作用。据认为，核仁蛋白能调节核糖体生物合成的每一步，也被称为是一种多功能蛋白，影响mRNA的稳定性和翻译。除了其在rRNA成熟中的作用之外，DEAD-box RNA解旋酶DDX21可促进snoRNAs及其他核糖体蛋白的表达。然而，许多核仁蛋白的确切生物学功能仍然是难以捉摸的。

消化器官膨胀系数（Def）是一种核仁蛋白，在多个物种之间是保守的，包括酵母、果蝇、斑马鱼、小鼠、拟南芥和人类。在斑马鱼中，DEF的功能缺失（def- / -）可引起消化器官发育不全，这是由于细胞周期阻滞而不是由于细胞凋亡。这一结果部分归因于def-/-中p53蛋白的稳定化，这反过来又直接反式激活p53同种型Δ113p53的表达，其作用是拮抗p53凋亡活性。引人注意的是，在def-/-中稳定的p53聚集在核仁。这可以通过一个发现得以解释，即，Def与半胱氨酸蛋白酶钙激活酶3（CAPN3）合作，来降解p53。进一步的研究表明，在def+/-杂合鱼中的Def单倍剂量不足，可激活p53依赖的转化生长因子β信号通路，并导致肝部分切除术后的瘢痕形成。

除了其在p53功能调节中的作用之外，Def也参与不同生物的rRNA前体加工。然而，Def对p53稳定性、细胞周期进程以及小亚基生物合成的调控的精确分子机制，仍不清楚。在这项研究中，研究人员调查了三个问题：（i）p53是CAPN3的一个直接靶标吗？（ii）Def和CAPN3之间是什么关系？（iii）Def功能是如何调节的？在本质上，这项研究表明，Def决定了CAPN3 / Capn3b的核仁定位，从而使其实现它的核仁功能。Def蛋白质在多个丝氨酸残基上被磷酸化，这些修改以不同的组合起作用，来调节Def-CAPN3复合物对肝脏发展、p53降解和细胞周期进程的作用。研究人员还讨论了Def-CAPN3蛋白降解途径在器官形成过程中对于细胞周期调控的重要性。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Phosphorylation of Def Regulates Nucleolar p53 Turnover and Cell Cycle Progression through Def Recruitment of Calpain3
Abstract: Digestive organ expansion factor (Def) is a nucleolar protein that plays dual functions: it serves as a component of the ribosomal small subunit processome for the biogenesis of ribosomes and also mediates p53 degradation through the cysteine proteinase calpain-3 (CAPN3). However, nothing is known about the exact relationship between Def and CAPN3 or the regulation of the Def function. In this report, we show that CAPN3 degrades p53 and its mutant proteins p53A138V, p53M237I, p53R248W, and p53R273P but not the p53R175H mutant protein. Importantly, we show that Def directly interacts with CAPN3 in the nucleoli and determines the nucleolar localisation of CAPN3, which is a prerequisite for the degradation of p53 in the nucleolus. Furthermore, we find that Def is modified by phosphorylation at five serine residues: S50, S58, S62, S87, and S92. We further show that simultaneous phosphorylations at S87 and S92 facilitate the nucleolar localisation of Capn3 that is not only essential for the degradation of p53 but is also important for regulating cell cycle progression. Hence, we propose that the Def-CAPN3 pathway serves as a nucleolar checkpoint for cell proliferation by selective inactivation of cell cycle-related substrates during organogenesis.