近日，Cell Reports期刊在線發(fā)表了北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點實驗室鄭曉峰教授課題組的題為“hCINAP controls lineage differentiation of embryonic stem cells by regulating NEDD4 liquid-liquid phase separation-mediated YAP1 activation”的文章。該研究發(fā)現(xiàn)，hCINAP通過調(diào)控NEDD4相分離和YAP1活性來參與胚胎原腸胚階段的胚層分化，從而維持早期胚胎發(fā)育，揭示了hCINAP在胚胎發(fā)育過程中的分子機制。

hCINAP是一種高度保守的具有ATPase活性的腺苷酸激酶，在p53信號通路、NF-κB信號通路、核糖體組裝及Cajal Body形成等生理過程中發(fā)揮著精細的調(diào)控作用。前期研究發(fā)現(xiàn)，hCINAP的小鼠同源基因mCINAP的敲除會導(dǎo)致小鼠胚胎致死，對其分子機制的探討發(fā)現(xiàn)hCINAP缺失后導(dǎo)致YAP1過度激活，并進一步鑒定到hCINAP與YAP1的重要調(diào)控因子NEDD4相互作用。因為YAP1在胚胎發(fā)育等過程中發(fā)揮重要作用，YAP1的激活能夠促進外胚層的分化、抑制中內(nèi)胚層分化，研究人員對hCINAP是否通過調(diào)控YAP1活性調(diào)控胚胎發(fā)育進行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在血清饑餓刺激條件下，NEDD4的WW結(jié)構(gòu)域驅(qū)動其在細胞質(zhì)中發(fā)生相分離，并且NEDD4的相分離顆粒中募集了激酶NLK及YAP1蛋白，從而促進NLK催化的YAP1 S128磷酸化，并提高YAP1的活性。而hCINAP通過與NEDD4相互作用抑制NEDD4發(fā)生相分離，并進一步降低YAP1 S128磷酸化水平，抑制YAP1活化。擬胚體實驗結(jié)果表明，mCINAP缺失促進外胚層分化，抑制內(nèi)胚層分化，這一現(xiàn)象可以被共敲除NEDD4所抑制。同時，他們還鑒定了hCINAP的上游調(diào)控因子OTUB1，發(fā)現(xiàn)作為hCINAP的去泛素化酶，OTUB1以酶活依賴的形式去除hCINAP K26/115/137的泛素化修飾來維持其穩(wěn)定性。綜上，該研究闡明了hCINAP及NEDD4協(xié)同調(diào)控胚層分化的機制。

hCINAP調(diào)控胚層分化示意圖

鄭曉峰課題組博士研究生諸葛瑞鵬為文章的第一作者，鄭曉峰為文章的通訊作者。北大生命科學(xué)學(xué)院博士生王超、王潔、廖禮銘和已畢業(yè)博士于書玉也在該課題中作出了重要貢獻。該研究得到國家自然科學(xué)基金重點項目、蛋白質(zhì)與植物基因研究國家重點實驗室、生命科學(xué)學(xué)院、生命科學(xué)學(xué)院儀器中心以及鳳凰平臺的大力支持。

來源：北京大學(xué)