Hippo信号通路新成员的鉴定和功能研究

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Hippo信号通路是一条进化上非常保守的信号通路。在个体发育的过程中,Hippo信号通路通过调节细胞的增殖和凋亡来控制组织器官保持正常大小,并参与调控干细胞维持等一系列生物学过程。Hippo信号通路的异常会引起发育的异常并会导致包括癌症在内的多种疾病的产生。对Hippo信号通路的研究是当前发育生物学的一个热点。了解相关的问题能够帮助人们深入理解一系列生物学基本问题,并为相关疾病的诊断治疗提供理论基础。随着对Hippo信号通路的研究走向深入,一些重要问题亟待解决,其中就包括某些关键位置的调控环节仍然未知。本文主要包括两部分工作,利用蛋白质Pull-down或抗体免疫沉淀结合质谱分析的方法鉴定参与调控Hippo信号通路的未知成员。  在第一部分工作中,利用Yki蛋白的WW domain片段筛选到了非受体酪氨酸激酶Ack。我们发现过表达Ack能够上调Yki靶基因(包括diap1-GFP,Ex-lacZ和bantam sensor)的表达水平,反之,利用RNAi抑制Ack的表达能够下调Yki靶基因的表达。但生化实验显示Ack虽然能够结合Yki,却不能诱导Yki的酪氨酸磷酸化。通过遗传学实验我们发现Ack作用于Hippo信号通路Ex上游,Ack能够结合并诱导Ex酪氨酸磷酸化从而抑制Ex的活性。我们利用质谱方法鉴定出五个受Ack调控的磷酸化位点,体内和体外实验显示将这些位点突变能够增强Ex的活性,并显著地阻断Ack对Ex的抑制作用。通过进一步实验我们发现其中两个位点Y679和Y766是受Ack调控的主要位点,并制备了相应的磷酸化抗体做了验证。另外,我们还发现Ack能够抑制Ex-Yki的相互作用,这一功能能够进一步增强Yki的活性。这部分工作表明Ack是一个新的Hippo信号通路调控因子。  在第二部分工作中,我们发现在果蝇S2细胞中表达CK2能够引起Yki的S168位磷酸化,并引起类似Wts对Yki磷酸化的效果,包括Yki在细胞质中分布增加以及和14-3-3蛋白的结合增加。激酶反应实验表明CK2不能直接磷酸化Yki,而是通过促进Wts的活性增强对Yki的抑制作用。相应地,在果蝇体内利用RNAi抑制CK2的表达能够上调Yki的靶基因表达水平。但同时我们还发现CK2的表达能够稳定抗凋亡蛋白Diap1,而抑制CK2的表达能够强烈地引起细胞凋亡抑制组织生长。这部分工作揭示了CK2在调控组织生长方面具有正反双重作用。
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