《发育细胞》：干细胞命运调控研究获重要成果

雪原

Otefin, a Nuclear Membrane Protein, Determines the Fate of Germline Stem Cells in Drosophila via Interaction with Smad Complexes
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Nuclear envelope proteins play important roles in chromatin organization, gene regulation, and signal transduction; however, the physiological role of these proteins remains elusive. We found that otefin (ote), which encodes a nuclear lamin, is essential for germline stem cell (GSC) maintenance. We show that Ote, as an intrinsic factor, is both necessary and sufficient to regulate GSC fate. Furthermore, we demonstrate that ote is required for the Dpp/BMP signaling pathway to silence bam transcription. By structure-function analysis, we demonstrate that the nuclear membrane localization of Ote is essential for its role in GSC maintenance. Finally, we show that Ote physically interacts with Medea/Smad4 at the bam silencer element to regulate GSC fate. Thus, we demonstrate that specific nuclear membrane components mediate signal-dependent transcriptional effects to control stem cell behavior.& T) @8 K* N5 N" l) c

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7 S/ Y" m" _" D4月15日，中科院动物所研究员陈大华在干细胞命运调控研究方面的成果在国际著名期刊《发育细胞》（Developmental Cell）上发表。
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9 M. b% J. H9 g2 R核膜蛋白在染色质组织、基因调控、信号转导等方面起着非常重要的作用。然而至今这类蛋白的生理功能仍未阐明。陈大华小组以果蝇为模型发现了一个核膜蛋白Otefin (ote)，在维持果蝇生殖干细胞(GSC)自我更新过程中起关键调控作用。通过遗传学方法，研究者证明Ote是作为内源因子来调节GSC命运的因子；进一步机制研究表明，Ote蛋白通过调控BMP/Dpp信号途径，进而关闭控制干细胞分化的关键bam基因的转录表达来实现干细胞的自我更新。通过结构与功能的关系分析，研究者发现Ote蛋白作用位点为干细胞的核内膜，并由此推测Ote蛋白可能与BMP/Dpp信号途径的核内组分相互作用完成其功能。通过生物化学方法研究者发现Ote能够与Smad4/Medea直接发生相互作用，从而结合到bam沉默子上来调节GSC的命运。) X" S; h, v- O1 l
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该工作的意义在于：一是证明了核膜蛋白参与干细胞的命运调控，并可能推广到哺乳动物；二是为核膜蛋白如何参与TGFβ/BMP-介导的“基因沉默”提供初步的机制性解释；三是已知编码核膜蛋白的导致人类的慢性疾病，该成果可能为解析人类的核膜蛋白的编码基因缺失相关疾病的发病机制提供一定线索。
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  H& P& W( F( B6 X6 V' z; O" y此项工作得到了科技部“生殖发育重大研究计划”、“973”计划、国家基金委重点项目及中国科学院“百人计划”的资助。（来源：中科院动物研究所）
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: I) ?& z2 b9 S2 i3 H（《发育细胞》（Developmental Cell），Vol 14, 494-506, 15 April 2008，Xiaoyong Jiang, Dahua Chen）' Q" e  {. e5 k2 b& y7 k8 r

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* p  a  f9 j9 y/ S% P6 h《发育细胞》论文摘要
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