上海生科所發(fā)現一個新的BMP信號調控基因

【資料簡介】

   BMP信號通路在高等動物早期胚胎發(fā)育中神經/非神經的細胞命運決定中起到非常重要的作用。近日，中科院上海生科院生化與細胞所景乃禾研究組在研究中發(fā)現鋅指蛋白轉錄因子Ovol2作為一個新的BMP信號下游靶基因，參與調控神經外胚層和中內胚層間的命運決定。相關論文發(fā)表在學術期刊Journal of Biological Chemistry上。

景乃禾研究組博士研究生張婷等發(fā)現在小鼠胚胎干細胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）的神經分化過程中，鋅指蛋白轉錄因子Ovol2的表達水平持續(xù)下降。功能研究發(fā)現，Ovol2能夠抑制ESCs的神經分化，并促進其向中內胚層細胞分化。此外，通過shRNA抑制Ovol2的表達，能顯著削弱BMP信號對神經分化的抑制和對中內胚層分化的促進作用。

機制研究進一步發(fā)現，BMP信號通過磷酸化的Smad1/5/8結合到Ovol2基因的第二個內含子上直接上調其表達。在早期雞胚中，Ovol2表達于神經區(qū)域之外，并被BMP4上調。而在早期雞胚的未來神經板區(qū)域過表達Ovol2，能夠明顯抑制神經板標記基因Sox2的表達。

這一工作揭示了BMP信號在早期胚胎發(fā)育中，如何通過其下游的轉錄因子，調控神經外胚層和中內胚層的命運決定，從而保障各胚層發(fā)育的正常進行。該項工作得到了國家、國家自然科學基金委、中國及上海市科委的經費支持。

作者簡介：

景乃禾：研究員，常務副所長，研究組長，博士生導師

1978-1982年，南京大學化學系，獲理學學士學位。1982-1988年，中科院上海生物化學研究所研究生，獲理學博士學位。1989-1991年，日本理化學研究所博士后研究。1992-1993年，以訪問學者身份赴日本理化學研究所進行合作研究。1995年，以訪問學者身份在法國Strasbourg的遺傳與分子細胞生物學研究所（IGBMC）進行合作研究。1996-1997年，以訪問學者身份在德國Geottingen之馬普生物物理化學研究所進行合作研究。2000年，以訪問教授身份赴日本熊本大學進行合作研究。2003年，以訪問教授身份赴日本大阪大學進行合作研究。現任中國生物化學與分子生物學學會副理事長兼秘書長;中國細胞生物學學會理事;上海生物化學與分子生物學學會理事長;中國神經科學學會神經化學專業(yè)委員會主任委員。《生理學報》、《J. Mol. Cell Biol.》編委和《Neuroscience Bulletin》常務編委。

研究方向：干細胞與神經發(fā)育

研究工作：

中樞神經系統(tǒng)是脊椎動物體內zui復雜的系統(tǒng)之一，在胚胎發(fā)育過程中其形成過程受到復雜而又次序嚴謹的調控。研究胚胎發(fā)育過程中神經干細胞的發(fā)生及其向各神經細胞亞型發(fā)育分化的分子機制，將有助于我們認識中樞神經系統(tǒng)的形成過程和神經系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展進程，進而有助于我們提高針對各種神經退行性疾病的治療手段。目前從事的主要研究方向包括：

（1）利用小鼠多能干細胞神經分化并結合雞胚神經發(fā)育模型，闡明不同信號通路在神經誘導和分化中的功能及其調控機制;揭示表觀遺傳調控網絡與細胞外信號在多能干細胞神經命運決定中的功能及其相互調控關系。

（2） 利用單細胞測序技術體系，建立小鼠早期胚胎的分子表達圖譜，篩選并鑒定外胚層干細胞的標記基因，建立小鼠胚胎外胚層發(fā)育分化的細胞譜系。

（3） 建立人多能干細胞神經定向分化模型，篩選并鑒定人多能干細胞神經分化不同階段的標記基因，闡明人多能干細胞神經分化的分子機制;誘導人多能干細胞分化為具有特定功能的神經元，探索神經退行性疾病干細胞治療的可能性。