胞外信號通過ERK激酶磷酸化Lin28調控P19細胞增殖及分化

　　2月8日，國際學術期刊《生物化學雜志》（Journal of Biological Chemistry）在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所高大明研究組題為Extracellular Signal-regulated Kinases (ERKs) Phosphorylate Lin28a Protein to Modulate P19 Cell Proliferation and Differentiation 的最新研究成果。

　　干細胞的增殖和分化是兩個緊密相關的過程，而且這兩個過程均受胞外信號的調控。其中，MAPK-ERK信號通路在控制細胞的增殖和分化中扮演了關鍵的角色。活化的MAPK-ERK信號可以促使細胞更容易通過細胞周期的G1期早期，如果MAPK信號持續活化，則經常會誘導干細胞的分化，從而將增殖與分化聯系起來。Lin28a是一個高度保守的RNA結合蛋白，于1984年首次在秀麗隱桿線蟲中被報道，并且參與了細胞增殖和細胞多潛能性的調控。Lin28a發揮功能的主要機制是通過與let-7家族miRNA的前體結合，抑制了其成熟，從而進一步影響了let-7的下游靶基因表達，已知受其調控的基因包括c-Myc，Ras，cyclin D1以及Lin28a本身等。

　　在研究員高大明的指導下，博士研究生劉相元通過免疫共沉淀-質譜的方法鑒定出了Lin28a的關鍵磷酸化修飾位點Ser200，并通過篩選發現Erk1/2介導了Ser200位的磷酸化。之后，研究者通過CRISPR/Cas9技術在P19 畸胎瘤干細胞中將lin28a基因Ser200的編碼位置引入了點突變，獲得了Lin28a Ser200Ala（磷酸化缺失）和Ser200Asp（磷酸化模擬）敲入細胞系。與野生型的P19細胞和Ser200Asp敲入細胞系相比，Ser200Ala敲入細胞系增殖速度更快，在RA誘導時分化速度則更慢。而Ser200Asp敲入細胞系增殖速度最慢，RA誘導時分化速度最快。進一步實驗發現，Lin28a被磷酸化后，抑制let-7成熟的能力減弱，從而使let-7下游的靶基因cyclinD1下調，P19 EC細胞增殖變慢并開始分化。這項研究揭示了Lin28a翻譯后修飾對Lin28a功能的重要調控作用，深化了對干細胞增殖和分化的分子機制的認識。

　　該研究工作得到了研究員吳立剛、陳玲玲以及上海藥物研究所研究員周虎的大力協助，并得到了國家自然科學基金委、科技部的研究經費支持。