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近日，學術(shù)期刊Journal of Cell Science發(fā)表了中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所趙允研究組與張雷研究組題為Drosophila Vps36 is involved in Hh signaling by regulating Smo trafficking的研究成果, 揭示了Vps36通過影響Smoothened的運輸來調(diào)節(jié)Hedgehog信號通路的活性。

作為一種形態(tài)發(fā)生素，Hh分子通過形成濃度梯度來調(diào)控不同的下游基因的表達，進而決定細胞的分化命運。在這一過程中，七次跨膜蛋白Smoothened（Smo）在細胞膜的定位起到了關(guān)鍵的信號傳遞作用。當Hh處于高濃度時，Smo在細胞膜上累積，此時信號通路處于高活性狀態(tài)；當Hh處于低濃度時，Smo主要定位在細胞質(zhì)中，此時信號通路處于低活性狀態(tài)。Smo的質(zhì)膜穿梭直接決定了Hh信號通路的活性，但人們對Smo的這種質(zhì)膜穿梭機制知之甚少。

博士研究生楊曉峰、毛菲菲在趙允、張雷研究員的指導(dǎo)下，利用果蠅這種模式生物對Smo的質(zhì)膜穿梭機制進行了研究。通過研究發(fā)現(xiàn)，Vps36分子對于Smo的運輸有著重要影響。Vps36通過識別共價連接在Smo上的泛素（ubiquitin）來調(diào)節(jié)Smo的運輸。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Smo泛素化直接受Hh信號的調(diào)控。當Hh處于高濃度時，Smo泛素化減弱，Smo在細胞膜上累積，Vps36不與Smo相互作用；當Hh處于低濃度時，Smo泛素化增強，Vps36與Smo相互作用并介導(dǎo)Smo向細胞內(nèi)運輸，導(dǎo)致Smo不能在細胞膜上累積。進一步發(fā)現(xiàn)，Smo的泛素化是發(fā)生在Smo C端和跨膜區(qū)胞內(nèi)端的multiple lysine上。把Smo C端和跨膜區(qū)胞內(nèi)端的所有l(wèi)ysine突變以后，Smo的泛素化顯著減少，Smo在細胞膜上穩(wěn)定聚集，并且激活了Hh信號通路。該研究有助于人們進一步了解Hh信號通路中Smo的運輸調(diào)控機制。

該項研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委以及中國科學院的經(jīng)費支持。