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干细胞在高等生物很多发育过程中起了重要作用,比如早期胚胎发育、保持成体组织的稳态、损伤修复和再生等。干细胞与癌症、衰老及退行性疾病都有很紧密的关系,因此干细胞研究对人类的健康和疾病有重大意义。干细胞受到其它细胞分泌的因子的调节,同时干细胞的染色质也受到紧密调控,以便保持自我更新的能力和分化的潜能。果蝇是研究干细胞生物学的非常好的遗传学模型。在果蝇的卵巢中,由微环境细胞发出的BMP信号阻止了生殖干细胞的过早分化对干细胞的维持起了非常重要的作用。ISWI是一个进化上保守的染色质重塑因子复合物的ATPase动力亚基,它通过帮助BMP信号抑制促分化基因的表达维持了干细胞,但是具体的机制仍然不清楚。在这里我们通过分析不同复合体其它重要亚基的突变体表型,利用遗传学的方法分析了ISWI维持生殖干细胞的机理。我们发现由ACF和CHRAC复合体共有的亚基Aef1对生殖干细胞的维持和分化都不是必需的。但是如果NURF复合体特异的亚基Nurf301丧失功能,生殖干细胞的自我更新受到严重影响并提前进入分化。这一表型与iswi突变相一致。我们进一步证实Nurf301直接与BMP信号下游转录因子Mad相互作用。基于以上结果,我们提出这样的模型:在生殖干细胞中,NURF复合物直接被BMP下游的Mad／Med转录因子复合物招募到目的基因具有促分化功能的bam的启动子上,从而抑制其表达,帮助实现了干细胞的自我更新。 我们也研究了NURF复合物的p55亚基的生物学功能。p55蛋白含有WD40重复结构域,参与了很多与染色质调控相关的复合物,比如NURF,PRC2,HAT,HDAC等。p55能与组蛋白H4的N端相互作用,现在认为p55可能是通过连接所在复合物与染色质而起作用。我们构建了p55的无效突变体,分析了p55在果蝇体内的功能。我们发现p55的突变导致果蝇成蛹前致死,说明p55对果蝇的发育非常重要。p55突变的雌性生殖干细胞会因为分化而突变,而且分裂活性大大降低,说明p55对干细胞的自我更新和维持都很重要。p55突变的生殖干细胞没有发现有bam表达的上调,说明p55对干细胞的调控机制与NURF复合物不同。我们还发现p55调节了有丝分裂细胞的增殖和存活。虽然p55是PRC2复合物的亚基,但是p55突变不会影响组蛋白H3第27位的二、三甲基化。p55与组蛋白H4结合的突变在体内仍有功能,提示p55在体内可能通过别的机制行使功能。