Nudel在細胞遷移中通過Cdc42GAP參與調節Cdc42的活性

3月11日出版的《發育細胞》(Developmental Cell)雜志報道了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所朱學良研究組的最新研究發現：Nudel蛋白在細胞遷移過程中通過Cdc42GAP調節Cdc42的活性，從而揭示了一條新的調節Cdc42的信號通路，對于深入了解細胞遷移的調節機制有重要意義。

細胞遷移是指細胞在固體支持物上的爬行運動。遷移是動物細胞的一種基本生命活動，在胚胎發育、神經系統形成、免疫等過程中都有重要作用，也與腫瘤轉移密切相關。Cdc42是一種鳥嘌呤三核苷酸(GTP)酶，可以在活性形式和非活性形式間轉換，從而作為分子“開關”在細胞遷移中行使多種重要的調節功能。Cdc42被鳥嘌呤核苷酸交換因子(GEF)激活，從而處于“開啟”狀態；活性的Cdc42可被GTP酶激活蛋白(GAP)失活，從而處于“關閉”狀態。通常Cdc42只在位于細胞運動前緣的區域被激活。這種區域性的激活引起了微管和微絲等細胞骨架的極性分布，從而規定了細胞爬行的方向。在遷移過程中，細胞還會經常改變方向。因此，只有嚴格而且動態地控制處于活性狀態的Cdc42的含量和分布，才能實現正常的遷移。過去的研究發現誘導細胞遷移的外界信號可以通過GEF區域性地激活Cdc42。然而，對于細胞在遷移過程中如何利用GAP調節Cdc42的活性，卻所知甚少。

朱學良研究員的兩位博士生沈義棟和李寧發現，血清等誘導細胞遷移的外界刺激可以通過激活蛋白激酶Erk使Nudel磷酸化。磷酸化的Nudel會富集到細胞的運動前緣。在那里Nudel通過與Cdc42競爭結合Cdc42的一個GAP蛋白-Cdc42GAP使由GEF激活的Cdc42能維持在活性狀態。另一方面，過多的活性Cdc42也可以通過與Nudel競爭結合Cdc42GAP而失活。這一機理顯然有助于細胞在遷移過程中對Cdc42的活性進行精細的動態調節。