干细胞的命运决定涉及到生物体的器官发育、自稳态维持和疾病发生,干细胞命运决定的调控机理研究是干细胞领域的一个重要研究热点。干细胞的非正常表型(早衰或恶性增殖)会导致器官的功能衰退或癌症发生等疾病。近年来,陈冬生副教授“干细胞与模式生物”课题组以果蝇为模式生物,以生殖干细胞为研究对象,综合运用遗传学、分子生物学和生物化学等手段,获得了一系列重要的研究成果,分别发表在近期的主流SCI刊物上。
Hsp90蛋白主要作为分子伴侣发挥功能,调控众多的生物学过程,如调控果蝇胸、眼、翅膀、刚毛等器官的形态发生,调节果蝇的卵子发生等。陈冬生副教授课题组的研究表明,果蝇热休克蛋白Hsp83(哺乳动物Hsp90的同源物)调控卵巢生殖干细胞(Germline stem cell, GSC)命运。果蝇Hsp83从内源和外源两个方面共同调节GSC的命运。hsp83基因不依赖BMP信号通路发挥功能,可能是通过一种新的机制调控生殖干细胞的命运。此项成果以安徽师范大学生命科学学院为唯一作者单位,研究生王双承担了论文的主要研究工作。此工作发表在近期《Journal of Genetics and Genomics》上:“Hsp83 regulates the fate of germline stem cells in Drosophila ovary. Journal of Genetics and Genomics, 2018, 45(2018):219-222.(SCI二区)”。
周期蛋白B3(Cyclin B3)是调节细胞周期的进程重要因子之一,Cyclin B3、Cyclin A和Cyclin B共同调控有丝分裂期中期向后期的转变。陈冬生副教授课题组研究表明,cycB3基因内源性调节果蝇卵巢生殖干细胞的命运,cycB3基因突变导致GSC的自我更新和分化失衡,促使GSC提前走向分化。此外,cycB3依赖“BMP/Dpp-bam”信号通路发挥功能,在GSC中,cycB3基因不参与bam基因的沉默,通过抑制GSC的分化使其维持干性;在卵巢包囊母细胞(Cystoblast)中,cycB3基因位于bam的上游,通过抑制bam蛋白的活性而抑制CB的分化。该成果以安师大生科院为唯一作者单位,研究生周利娟承担了论文的主要工作。此工作发表在今年《International Journal of Molecular Sciences》上:“Cyclin B3 Deficiency Impairs Germline Stem Cell Maintenance and Its Overexpression Delays Cystoblast Differentiation in Drosophila Ovary. International Journal of Molecular Sciences, 2018, 19 (1): 298-316.(SCI,三区)”。
果蝇spag(spaghetti)基因编码人类RNA聚合酶II结合蛋白3(RNA polymerase II-associated protein 3, RPAP3)的同源蛋白。spag基因高度保守,参与了包括基底膜形成、生物节律调控和多种细胞内结构的装配等生物学过程。spag基因缺失突变导致果蝇胚胎致死,课题组利用RNA干扰(RNA interfering)技术和细胞嵌合体分析(cell clone assay)等技术揭示了spag基因内源性调控干细胞维持的新功能。同时,还从遗传学角度揭示了spag与hsp83基因存在相互作用,spag与hsp83基因的双突变体出现了果蝇生殖干细胞加剧丢失的表型,后续的生化机制将有待于进一步探究。此项工作以安师大生科院为唯一作者单位,研究生陶小倩承担了论文的主要工作。该成果发表在近期《Cell Biology International》上:“Spaghetti, a homolog of human RPAP3 (RNA polymerase II‐associated protein 3), determines the fate of germline stem cells in Drosophila ovary. Cell Biology International, 2018, 42(2018): 769-780.(SCI,四区)”。
上述研究成果得到了国家自然科学基金项目(30871441、31071266)、安徽高校自然基金重点项目(KJ2015A082)及“蛋白质工程及生物制药”安徽高校科研平台创新团队项目的资助。论文链接如下:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1673852718300456
http://www.mdpi.com/1422-0067/19/1/298
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cbin.10900