瑞士科学家们发现蛋白SMRT在调控脂肪细胞产生方面发挥着关键性的作用。在这一研究过程中,他们还获得另一种意想不到的发现：这种蛋白在细胞分裂中也发挥着关键性作用。
身体如何产生脂肪细胞?瑞士洛桑联邦理工学院科学家们揭示蛋白SMRT调控脂肪细胞产生。在研究过程中,他们发现SMRT在多种细胞分裂和分化过程中也发挥着另一种关键性作用。
脂肪细胞形成是一个漫长而又复杂的分子过程。在合适条件下,一些干细胞能够分化为骨细胞、软骨细胞或脂肪细胞。人们早就知道蛋白SMRT在这种转化中发挥着关键作用。但是,它是如何精确地发挥分子作用仍然是个谜。
SMRT就是所谓的"共抑制因子"蛋白,它并不单独发挥作用,相反,它通过与另一种能够结合到DNA链上的蛋白结合而发挥作用。只要SMRT保持结合状态,干细胞就不能转化为脂肪细胞。EPFL教授Bart
Deplancke和他的同事们能够解析这种过程的细节和重建脂肪形成的起源。
脂肪细胞产生三步骤
第一步：SMRT结合到另一种宿主蛋白C/EBPβ,接着C/EBPβ结合到DNA链上。SMRT发挥着类似塞子或雨伞的作用,以便阻止其他蛋白结合上来或在附近结合。在这一阶段,干细胞仍然处于未分化的状态。
第二步：我们的身体分泌的一些物质,如胰岛素,激活蛋白SMRT。SMRT就脱离下来,从而给其他蛋白让路以便这些蛋白能够将它们自己附着在SMRT之前结合的区域。
第三步：一旦这些蛋白组装完毕,它们就激活负责把干细胞分化为脂肪细胞的基因。因此,SMRT发挥着一种关键作用：它阻止干细胞提前分化。Deplancke解释道,"胰岛素和其他组分就是通过这种蛋白来参与调控脂肪细胞产生。如果我们能够从体外培养的干细胞中移除蛋白SMRT,那么它们将更加快速地转化为脂肪细胞,而无需等待合适的信号到来。"
在这时,研究人员还不知道这种过程发生故障能够多大程度上导致人们患上先天性肥胖。但是,根据Deplancke的说法,这种假设特别合理,而且值得进一步进行研究。
第二项发现：SMRT也具有其他意想不到的关键性作用
研究人员在进行上述研究时也获得一项意想不到的发现。在追踪SMRT在细胞中的存在情况时,他们发现蛋白SMRT经常位于一段特异性的DNA序列附近,其中科学界对这段DNA序列已经关注了好久。而且,SMRT系统性地停留在一些参与细胞分裂的基因的启动子内部。因此,生物学家们有充足理由相信蛋白SMRT也在细胞分裂中发挥着关键性作用。
Deplancke领导的研究小组发现SMRT先与KAISO蛋白结合,接着KAISO
结合到这段神秘的DNA序列上,而且也只在非常特定的条件下才能结合上。"这段序列必定是甲基化的,这样KAISO才能与它结合。这就解释了为什么生物学家多年来一直搜索结合到这段序列上的蛋白而从没有找到的原因",Deplancke说。
通过将SMRT与KAISO分开,研究人员观察到非常吸引人的事情：细胞更加快地进行分裂。尽管从技术上讲,还不符合肿瘤细胞的定义,但是它还是表现出肿瘤细胞的某些基本行为。
无论是通过与C/EBPβ结合调控脂肪细胞产生,还是通过与KAISO结合调控细胞分裂,SMRT明显是一种在细胞内发挥着关键作用的调节性蛋白。Deplancke解释道,"我们知道对大多数能够分化的细胞而言,它需要一定数量的分裂循环。这项研究让我们相信SMRT通过调节细胞的分化和分裂过程而发挥着一种关键性的监护角色,而且它的功能远不止是调控脂肪细胞的产生。"
