生物通报道 来自中科院动物研究所、清华大学的研究人员证实,在内胚层形成过程中Fscn1是TGF-β家族I型受体运输的必要条件。这一研究发现发表在8月22日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

中科院动物研究所的王强(Qiang Wang)研究员,以及清华大学的孟安明(Anming Meng)教授是这篇论文的共同通讯作者。王强研究员主要从事TGF-β、Wnt家族信号转导调控机制的研究工作。孟安明教授主要从事脊椎动物胚胎的分子发育生物学研究。曾在Science、Cell、Developmental cell等国际著名刊物上发表大量重要研究成果。2007年当选为中国科学院院士,2008年被评为发展中国家科学院院士。

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2013年,孟安明院士领导清华大学、中科院动物研究所的研究人员,在胚胎发育调控研究中取得新的突破性进展,证实中内胚层发育过程中,Araf激酶通过直接磷酸化Smad2的连接区域(linker region)对抗了Nodal-Smad2活性。相关研究论文发表在Nature Communications杂志上(清华孟安明院士Nature子刊揭示重要信号机制 )。

2014年,孟安明与中科院动物研究所的淘毅研究员合作证实,组织者特异性的Bmp2b(organizer-specific Bmp2b,osBmp2b)是胚胎发育过程中形成正确Bmp活性梯度的必要条件。这一研究发现发表在Nature Communications杂志上(清华孟安明院士Nature子刊揭示细胞信号新机制 )。

2016年6月10日,《Development》在线刊登了清华大学孟安明院士领导的一项研究。研究结果揭示了Eph/ephrin信号对于维持DFCs边界和KV边界用以正常左右不对称发育所起的重要作用(孟安明院士信号机制最新研究成果)。

在这篇新文章中,研究人员指出微管通过促进内化受体胞质运输及Smads核质穿梭在TGF-β信号中起作用。然而,当前却并不清楚肌动蛋白纤维是否是这些过程的必要条件。在这里,研究人员证实斑马鱼肌动蛋白捆绑蛋白fscn1a在中内胚层前体细胞中高水平表达,它的表达受到TGF-β超家族成员Nodal的直接调控。敲低或敲除fscn1a可减少斑马鱼胚胎中的Nodal信号转导及内胚层形成。机制研究证实,Fscn1特异性地与TGF-β家族I型受体互作,耗尽Fscn1可以破坏受体与肌动蛋白纤维结合,将内化受体隔绝在披网格蛋白小泡(clathrin-coated vesicle)中。

因此,研究结果证实Fscn1充当了TGF-β家族I型受体和肌动蛋白纤维之间的分子接头,促进了斑马鱼内胚层形成过程中内化受体从披网格蛋白小泡运输至早期内体。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Fscn1 is required for the trafficking of TGF-β family type I receptors during endoderm formation

Microtubules function in TGF-β signalling by facilitating the cytoplasmic trafficking of internalized receptors and the nucleocytoplasmic shuttling of Smads. However, nothing is known about whether actin filaments are required for these processes. Here we report that zebrafish actin-bundling protein fscn1a is highly expressed in mesendodermal precursors and its expression is directly regulated by the TGF-β superfamily member Nodal. Knockdown or knockout of fscn1a leads to a reduction of Nodal signal transduction and endoderm formation in zebrafish embryos. Fscn1 specifically interacts with TGF-β family type I receptors, and its depletion disrupts the association between receptors and actin filaments and sequesters the internalized receptors into clathrin-coated vesicles. Therefore, Fscn1 acts as a molecular linker between TGF-β family type I receptors and the actin filaments to promote the trafficking of internalized receptors from clathrin-coated vesicles to early endosomes during zebrafish endoderm formation.

作者简介:

孟安明

男,1963年7月22日出生,四川大竹人,中科院院士,清华大学教授、博士生导师,中国科学院动物研究所研究员,曾于2008-2012年任动物研究所所长。教育部****计划特聘教授。兼任中国动物学会理事、中国细胞生物学会理事、中国实验动物学会水生实验动物专业委员会副主任。发展中国家科学院院士。

主要科研领域与方向
脊椎动物胚胎的分子发育生物学。主要利用斑马鱼做模式动物,分离克隆Nodal和FGF等信号通路的新的介导因子和调节因子,结合分子生物学、细胞生物学、遗传学等技术,研究它们在胚胎发育中的作用及其作用机制。利用诱变技术,鉴定影响早期胚胎发育的母源因子。研究项目得到了国家自然科学基金、科技部"863"项目等的资助。相关研究论文发表在Science、Cell、Developmental Cell、Development、EMBO Journal、Developmental Biology、Journal of Cell Science等国际著名学术刊物上。

王强

男,博士,研究员,博士生导师;中国科学院动物研究所胚胎发育信号转导研究组组长。

1999年山东大学生命科学院毕业,2004年在山东大学获得博士学位,2004-2008年在清华大学生物系从事博士后研究,2008年到中科院动物所任副研究员,2013年任研究员。2006年获得“清华大学优秀博士后”奖,2012年获得教育部自然科学奖二等奖,2013年获得国家优秀青年科学基金资助。主要从事TGF-β、Wnt家族信号转导调控机制的研究工作,深入探讨其在胚胎发育和器官形成中的功能。在Developmental Cell、Blood、Molecular and Cellular Biology、J Biol. Chem.等主流杂志发表多篇研究论文,并担任《中国实验动物学报》及《中国比较医学杂志》副主编,《BIOINFO Genetic programming》编委,北京生物化学与分子生物学会青年委员会副主任委员。

研究领域:
脊椎动物胚胎的分子发育生物学。主要利用斑马鱼为模式动物,结合分子生物学、细胞生物学、遗传学等技术,研究TGF-β、Wnt等重要信号通路在胚胎中内胚层诱导、背腹体轴建立和器官形成中的作用和调控机制,以及microRNA在胚胎发育和相关疾病中的功能及分子机理。