上海生科所發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的BMP信號(hào)調(diào)控基因

【資料簡介】

   BMP信號(hào)通路在高等動(dòng)物早期胚胎發(fā)育中神經(jīng)/非神經(jīng)的細(xì)胞命運(yùn)決定中起到非常重要的作用。近日，中科院上海生科院生化與細(xì)胞所景乃禾研究組在研究中發(fā)現(xiàn)鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Ovol2作為一個(gè)新的BMP信號(hào)下游靶基因，參與調(diào)控神經(jīng)外胚層和中內(nèi)胚層間的命運(yùn)決定。相關(guān)論文發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Journal of Biological Chemistry上。

景乃禾研究組博士研究生張婷等發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎干細(xì)胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）的神經(jīng)分化過程中，鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子Ovol2的表達(dá)水平持續(xù)下降。功能研究發(fā)現(xiàn)，Ovol2能夠抑制ESCs的神經(jīng)分化，并促進(jìn)其向中內(nèi)胚層細(xì)胞分化。此外，通過shRNA抑制Ovol2的表達(dá)，能顯著削弱BMP信號(hào)對(duì)神經(jīng)分化的抑制和對(duì)中內(nèi)胚層分化的促進(jìn)作用。

機(jī)制研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，BMP信號(hào)通過磷酸化的Smad1/5/8結(jié)合到Ovol2基因的第二個(gè)內(nèi)含子上直接上調(diào)其表達(dá)。在早期雞胚中，Ovol2表達(dá)于神經(jīng)區(qū)域之外，并被BMP4上調(diào)。而在早期雞胚的未來神經(jīng)板區(qū)域過表達(dá)Ovol2，能夠明顯抑制神經(jīng)板標(biāo)記基因Sox2的表達(dá)。

這一工作揭示了BMP信號(hào)在早期胚胎發(fā)育中，如何通過其下游的轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控神經(jīng)外胚層和中內(nèi)胚層的命運(yùn)決定，從而保障各胚層發(fā)育的正常進(jìn)行。該項(xiàng)工作得到了國家、國家自然科學(xué)基金委、中國及上海市科委的經(jīng)費(fèi)支持。

作者簡介：

景乃禾：研究員，常務(wù)副所長，研究組長，博士生導(dǎo)師

1978-1982年，南京大學(xué)化學(xué)系，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位。1982-1988年，中科院上海生物化學(xué)研究所研究生，獲理學(xué)博士學(xué)位。1989-1991年，日本理化學(xué)研究所博士后研究。1992-1993年，以訪問學(xué)者身份赴日本理化學(xué)研究所進(jìn)行合作研究。1995年，以訪問學(xué)者身份在法國Strasbourg的遺傳與分子細(xì)胞生物學(xué)研究所（IGBMC）進(jìn)行合作研究。1996-1997年，以訪問學(xué)者身份在德國Geottingen之馬普生物物理化學(xué)研究所進(jìn)行合作研究。2000年，以訪問教授身份赴日本熊本大學(xué)進(jìn)行合作研究。2003年，以訪問教授身份赴日本大阪大學(xué)進(jìn)行合作研究?，F(xiàn)任中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)會(huì)副理事長兼秘書長;中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)會(huì)理事;上海生物化學(xué)與分子生物學(xué)學(xué)會(huì)理事長;中國神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)神經(jīng)化學(xué)專業(yè)委員會(huì)主任委員?！?u>生理學(xué)報(bào)》、《J. Mol. Cell Biol.》編委和《Neuroscience Bulletin》常務(wù)編委。

研究方向：干細(xì)胞與神經(jīng)發(fā)育

研究工作：

中樞神經(jīng)系統(tǒng)是脊椎動(dòng)物體內(nèi)zui復(fù)雜的系統(tǒng)之一，在胚胎發(fā)育過程中其形成過程受到復(fù)雜而又次序嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)控。研究胚胎發(fā)育過程中神經(jīng)干細(xì)胞的發(fā)生及其向各神經(jīng)細(xì)胞亞型發(fā)育分化的分子機(jī)制，將有助于我們認(rèn)識(shí)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的形成過程和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展進(jìn)程，進(jìn)而有助于我們提高針對(duì)各種神經(jīng)退行性疾病的治療手段。目前從事的主要研究方向包括：

（1）利用小鼠多能干細(xì)胞神經(jīng)分化并結(jié)合雞胚神經(jīng)發(fā)育模型，闡明不同信號(hào)通路在神經(jīng)誘導(dǎo)和分化中的功能及其調(diào)控機(jī)制;揭示表觀遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)與細(xì)胞外信號(hào)在多能干細(xì)胞神經(jīng)命運(yùn)決定中的功能及其相互調(diào)控關(guān)系。

（2） 利用單細(xì)胞測序技術(shù)體系，建立小鼠早期胚胎的分子表達(dá)圖譜，篩選并鑒定外胚層干細(xì)胞的標(biāo)記基因，建立小鼠胚胎外胚層發(fā)育分化的細(xì)胞譜系。

（3） 建立人多能干細(xì)胞神經(jīng)定向分化模型，篩選并鑒定人多能干細(xì)胞神經(jīng)分化不同階段的標(biāo)記基因，闡明人多能干細(xì)胞神經(jīng)分化的分子機(jī)制;誘導(dǎo)人多能干細(xì)胞分化為具有特定功能的神經(jīng)元，探索神經(jīng)退行性疾病干細(xì)胞治療的可能性。