圖1. MIG-13通過兩條平行信號通路調(diào)控Arp2/3復(fù)合體活性的模式圖

2016年10月24日，生命中心歐光朔研究組在《Developmental Cell》雜志在線發(fā)表了題為“Functional Coordination of WAVE ａnd WASP in C. elegans Neuroblast Migration”（ WAVE與WASP在線蟲神經(jīng)前體細(xì)胞遷移中協(xié)同性功能）的研究論文，揭示了微絲成核促進因子WAVE和WASP在遷移細(xì)胞前導(dǎo)端的協(xié)同功能模式，同時闡明膜蛋白MIG-13/LRP2調(diào)控微絲骨架極性排布信號通路。雜志同期發(fā)表新聞“WASP ａnd WAVE Team Up at the Leading Edge”予以評述。

細(xì)胞遷移是多細(xì)胞動物體發(fā)育過程中基本生物學(xué)現(xiàn)象，其缺陷可導(dǎo)致個體發(fā)育的異常，過度細(xì)胞遷移則是癌癥轉(zhuǎn)移的重要原因。板狀偽足（lamellipodium）是普遍存在于細(xì)胞運動前導(dǎo)端的遷移結(jié)構(gòu)，其形成依賴于微絲成核因子Arp2/3復(fù)合體在前導(dǎo)端的活化。然而，對于Arp2/3的活性是如何在極性分子的指導(dǎo)下被調(diào)控并不清楚。Arp2/3在胞內(nèi)的活化依靠其成核促進因子WAVE和WASP。長期以來，WAVE被認(rèn)為在偽足結(jié)構(gòu)內(nèi)激活Arp2/3復(fù)合體，而WASP參與細(xì)胞內(nèi)吞作用等其他生理過程。在該研究中，歐光朔課題組通過knock-in技術(shù)分別對線蟲WAVE和WASP蛋白進行原位GFP標(biāo)記，結(jié)合活體成像技術(shù)和遺傳分析手段，發(fā)現(xiàn)在遷移細(xì)胞前導(dǎo)端主要存在為WAVE，而WASP也有定位；在WAVE缺失的情況下WASP可以從次要存在擴展到前導(dǎo)端大部，彌補原本WAVE的功能，承擔(dān)Arp2/3復(fù)合體的活化調(diào)控，繼而確保細(xì)胞的定向遷移能力。該研究以抑制子遺傳篩選為基礎(chǔ)，結(jié)合多種生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)分析，鑒定指導(dǎo)線蟲Q細(xì)胞定向遷移的保守膜蛋白MIG-13/LRP12通過SEM-5/WASP和ABL-1/WAVE兩條平行的信號途徑激活Arp2/3，揭示Q細(xì)胞遷移的新機制（圖1）。該研究發(fā)現(xiàn)的調(diào)控Q細(xì)胞定向遷移的關(guān)鍵因子都具有人類同源蛋白，研究成果可能為哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育指出新的方向，為相關(guān)疾病的治療提供科學(xué)依據(jù)。

歐光朔是該論文的通訊作者，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院院2014級在讀博士生朱志文和博士后柴詠平為該文的共同第一作者。這項工作的體外生化部分得到黃善金、吳嘉煒和王志新教授實驗室的大力幫助，其他作者還包括李文靜博士，李薇副研究員，蔣玉祥、胡惠芳同學(xué)。該研究工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委和生命中心等相關(guān)機構(gòu)的經(jīng)費支持。