发现细胞内分子马达调控新机制

浙江大学医学院细胞生物学系周天华研究小组在NudCL2课题研究方面取得最新进展，相关成果文章发表在最新的PNAS上。这研究发现NudCL2（细胞核分布蛋白NudC的同源基因）通过热休克蛋白Hsp90来稳定LIS1（无脑回综合症致病基因产物），进而调节细胞动力蛋白Dynein的功能。该课题组研究人员杨月红等人通过与浙江大学附属邵逸夫医院姒健敏教授的合作，完成了该项研究工作。人体细胞内存在一套十分发达的主要由微管组成的高速运输系统，可将细胞内囊泡和大分子物质等及时运到目的地，执行各种生命活动。这种运输与高速铁路货物运输十分相似，需要动力牵引系统（火车头）、车厢和货物。动力蛋白Dynein是细胞内高速运输系统的主要生物纳米器械之一，可以牵引细胞内的”货运火车”，沿着微管组成的“高速铁路”运输各种货物，从而实现细胞内物质运输和信息交流。Dynein在细胞的各种生命活动，如分裂、运动、存活及个体发育过程中起着关键作用，其异常将有可能导致人类癌症和神经精神系统疾病。人类无脑回综合症致病基因LIS1犹如细胞内“火车司机”，是Dynein的重要调控蛋白；然而，目前国际学术界对LIS1的分子调控机制（犹如细胞内“火车运输调度系统”）了解甚少。周天华课题组成功克隆了一个全新的人类细胞核分布蛋白NudC的同源基因（NudCL2），发现其在细胞内的动态定位与LIS1及Dynein基本一致，其表达下降会诱导LIS1的不稳定，导致类似于LIS1或Dynein表达下调所产生的细胞功能异常。进一步研究显示，NudCL2和LIS1都可与热休克蛋白Hsp90相互作用。Hsp90是一种分子伴侣（Chaperone），能帮助细胞内蛋白质形成正确空间构象，使其靶蛋白正常执行各种特定功能。而Hsp90异常则会导致其目标蛋白的降解。杨月红等人发现NudCL2可能是一种分子共伴侣（Co-chaperone，分子伴侣的调节因子），通过增强LIS1和Hsp90的相互作用，使得LIS1获得正确的蛋白空间结构，从而行使其正常功能。因而，如果NudCL2表达量不足，LIS1将不能获得正常蛋白结构，不能有效执行其调节Dynein的功能，从而导致细胞出现多种类似于LIS1或Dynein功能异常的表型。这一研究首次提出了人类NudCL2蛋白通过分子伴侣Hsp90调节细胞内LIS1/Dynein复合体功能的分子机制的新假说。该研究项目得到了国家科技部、教育部、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金及钱江人才计划的资助。（来源：生物通小茜）