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科学家破解大脑发育中原钙粘蛋白表达调控机制

2012-12-08 09:07 中国科学报 中国科学报 阅读 0
核心摘要: 上海交通大学吴强团队发现大脑发育中原钙粘蛋白表达调控机制,绝缘子结合蛋白CTCF和染色体粘连蛋白Cohesin作为关键因子,通过形成染色质环构建转录中心,确保神经元特异性表达。该成果发表于PNAS,有助于理解神经网络构建及脑肿瘤、精神分裂症、自闭症等疾病机制。

本报讯 记者12月5日从上海交通大学获悉,该校系统生物医学研究院吴强团队发现了大脑发育中原钙粘蛋白(protocadherin)表达调控机制,并阐明了原钙粘蛋白家族在大脑中细胞特异性表达的分子机制。相关研究于11月30日发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。

吴强团队找到了两把关键的“钥匙”——绝缘子结合蛋白CTCF和染色体粘连蛋白Cohesin。通过这两把“钥匙”,增强子能够将不同原钙粘蛋白基因的启动子吸引过来,形成一个个染色质环,这些环环环相扣,从而构建起转录原钙粘蛋白的转录中心。这一机制确保了每个神经元能够表达特定组合的原钙粘蛋白,进而赋予神经元独特的身份和连接特异性。

原钙粘蛋白是钙粘蛋白超家族中最大的亚群,在神经发育中起着至关重要的作用,它们参与神经元的自我识别、突触形成和神经网络构建。CTCF和Cohesin介导的染色质环化机制是表观遗传调控的重要方式,该研究首次揭示了这一机制在原钙粘蛋白簇基因表达中的具体作用。

据了解,在这一成果基础上进行深入研究,将有助于人们理解复杂神经网络的构建原理,并促进脑肿瘤、精神分裂症、自闭症等大脑疾病发病机制的研究。例如,原钙粘蛋白表达异常与自闭症谱系障碍密切相关,该发现为相关疾病的诊断和治疗提供了新的分子靶点。

《中国科学报》 (2012-12-07 第1版 要闻)

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