近日，學(xué)術(shù)期刊Journal of Cell Science發(fā)表了中科院上海生科院生物化學(xué)與細胞生物學(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(xué)基金委以及中國科學(xué)院的經(jīng)費支持。