我中心三项研究成果获评“浙江大学2015年度十大学术进展”项目以及“浙江大学2015年度十大学术进展提名”项目

文章出处: 作者: 发布时间: 2016-05-04 访问次数: 98

“浙江大学2015年度十大学术进展” 评选活动于2016年1月5日启动,学部、科学技术研究院、校学术委员会委员等推荐的20项候选项目,通过综合网络投票以及校学术委员会组织专家评审,最终评审结果于4月27日由浙江大学学术委员会正式发布:我中心佟超课题组“细胞器与神经系统健康态维持”项目入选“浙江大学2015年度十大学术进展”项目;范衡宇课题组“雌性生殖细胞发育的分子机制”以及赵斌课题组“生物体器官大小调控的分子机制”入选“浙江大学2015年度十大学术进展提名”项目。

“浙江大学十大学术进展”评选每年进行一次,”候选项目的征集采取组织推荐和同行专家推荐的办法,汇总的推荐项目经有关部门形式审查后,由校学术委员会组织校学术委员会成员等专家遴选出不超过20项的候选项目,综合网上投票方式对候选项目进行评选,得票数位居前10位的候选项目,被确定为年度“浙江大学年度十大学术进展”项目。
  入选公告链接:
http://ac.zju.edu.cn/redir.php?catalog_id=455&object_id=12350
    

入选项目介绍  

项目:细胞器与神经系统健康态维持   项目负责人:佟 超


   

随着人类寿命的延长,神经退行性疾病的发生日益普遍,老年性痴呆,帕金森氏症,渐冻症等神经退行性疾病的发生严重影响人们的生活质量。然而,人们对神经退行性疾病发生发展的分子机理还知之甚少,治疗和缓解这些疾病不但是我国也是整个世界都面临的巨大挑战!

佟超项目组通过大规模遗传筛选发现多个基因的突变体果蝇具有神经退行性变化,项目组进而研究了这些基因的作用机制,并在小鼠和人的细胞中对其机制进行了更为深入的探讨。其中发现新分子Miga调控细胞中能量工厂线粒的结构和功能,对维持神经系统功能至关重要。还发现神经系统疾病致病基因CACNA1A编码的蛋白在神经元中不但肩负神经冲动传导的要职,也作为清道夫负责清理神经元中错误折叠的蛋白和破坏了的细胞器。此外,项目还发现蛋白Sec22通过调控蛋白在细胞器之间运输影响重要的蛋白合成细胞器的结构和功能,从而维持神经系统的健康状态。这些发现为研究神经退行性疾病提供了新的思路。2015年,相关研究在著名国际期刊Molecular Cell,PLoS Biology,JBC等杂志上发表,受到了业界关注。

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项目:雌性生殖细胞发育的分子机制  项目负责人:范衡宇


哺乳动物(包括人类)的卵子,在雌性(女性)出生前后就已经形成,然后一直在卵巢中休眠。直到性成熟以后,在促性腺激素的刺激下,才陆续成熟和排卵。而由于遗传或者后天的原因,使卵子不能正常成熟和受精,是目前导致很多妇女无法生育的一个重要原因。因此,研究正常情况下控制卵子成熟的分子机制,是生殖和发育生物学家们努力研究的一个重要科学问题。

这些生理过程在小鼠中同样发生。因此范衡宇课题组利用敲除小鼠作为研究对象,深入研究调控卵母细胞发育成熟和减数分裂中的生理生化机制,发现一种叫做CRL4的蛋白复合体通过诱导卵子中的蛋白磷酸酶降解,解除了蛋白磷酸酶对卵子减数分裂细胞周期的阻滞作用,从而使卵子顺利成熟。通过基因敲除技术特异性地在小鼠的卵子破坏CRL4蛋白复合体,结果导致小鼠的卵子不能成熟,造成雌性小鼠不能生育,说明这一新的分子机制是维持雌性生育能力所必需的。CRL4通过其底物识别蛋白DCAF1结合卵母细胞中的重要蛋白磷酸酶PP2A,使其泛素化并被降解,推动减数分裂的细胞周期进程,促进同源染色体分离和卵子的极体排放。通过这些研究,首次发现了细胞中重要蛋白磷酸酶PP2A的泛素化降解机制,并揭示减数分裂过程中PP2A的降解是卵子成熟和受精的重要前提条件。

该研究于2015年8月18日在英国《自然》杂志子刊《Nature Communications》上发表,揭示了一个促进哺乳动物卵子成熟的新机制,为临床上某些具有卵子成熟缺陷的病例提供了可能的解释。利用该研究揭示的新机制,将来在辅助生殖临床实践中,可以尝试通过人工抑制卵子中的蛋白磷酸酶活性,促进卵子成熟。

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项目:生物体器官大小调控的分子机制  项目负责人:赵 斌

实验室里,一只小鼠的肝脏细胞疯狂地分裂,肝脏的体积占了整只小鼠的四分之一大。这是因为它的HIPPO细胞信号通路失调了。HIPPO细胞信号通路是通过调控细胞数量来控制动物器官的大小。HIPPO意为河马,2003年,科学家最早在果蝇里发现这个基因,如果突变这个基因,果蝇的头部和眼睛就会膨大得像河马一样。随后,HIPPO基因上游下游的调控机制被揭示出来,这一系列机制被命名为HIPPO细胞信号传导通路。

HIPPO信号传导通路通过一个叫做YAP的基因转录调控分子打开或者关闭器官生长的信号,可以说是一个分子开关。然而当这个开关开启的时候器官为什么就会生长变大呢?通过小RNA表达谱分析,课题组发现,在被YAP激活的一系列小RNA中, miR-130a能进一步提高YAP活性,形成一个自我激活的回路。这是一种强有力的调控机制,如果miR-130a的活性受到抑制,Hippo信号通路就无法再促进器官变大。因此,“小”RNA不小,它在器官大小发育上发挥着重要作用。

有趣的是,赵斌课题组发现类似的调控逻辑,在果蝇中也存在,这是一种进化保守现象。在果蝇中,执行与miR-130a类似功能的小RNA叫Bantam。两者的碱基序列大相径庭,但却执行着类似的功能,这也是“幕后推手”难以寻找的原因之一。

已有的研究显示,在癌症中,Hippo信号通路的基因表达存在异常,YAP活性很高。因此,寻找针对YAP的抑制剂是具有显著潜力的抗癌药物研发方向。研究发现,miR-130a不仅能够促进器官变大,还能促进YAP诱发的肝癌。而抑制miR-130a则能够抑制YAP诱导的肿瘤生长。近年来,以小RNA反义核酸为基础的药物技术得到了长足发展,这项研究提示了,可以以miR-130a反义核酸作为新型的YAP抑制剂,作为抗癌药物的新的研发方向。

系列研究发表在Cell Research杂志两篇文章上,其中一篇为封面文章,并受到浙江日报、钱江晚报、新华网等媒体报道。

细胞信号网络协同创新中心办公室