中科院生物物理研究所焦仁杰課題組的最新研究論文被發(fā)育生物學專業(yè)期刊Development接受發(fā)表,。

SUMO是一種結構上與泛素相似的小分子,。SUMO化循環(huán)與泛素化循環(huán)過程相似，但SUMO化修飾具有與泛素化修飾截然不同的功能,。泛素化修飾的靶分子經常被蛋白酶體降解,，而SUMO化修飾則介導靶分子定位和功能調節(jié)。SUMO化修飾參與基因轉錄調節(jié),、DNA損傷修復及基因組穩(wěn)定性調節(jié),、離子通道功能調節(jié)以及生物節(jié)律的調節(jié)等。JNK信號通路參與多種生理過程的調節(jié)如胚胎發(fā)育,、免疫反應,、細胞分化等。JNK通路功能失調與心臟肥大,、糖尿病,、細胞凋亡及多種人類腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關,。因此JNK是一個潛在的分子治療靶點,。

果蠅是研究SUMO化生物學功能的極好模型，在果蠅基因組中只有一個基因（smt3）編碼SUMO分子,。因為SUMO化在多種生物學過程中發(fā)揮功能,，所以smt3基因的突變是致死的。焦仁杰實驗室黃海等人利用果蠅中強有力的遺傳操作工具,，在不同的組織（如眼,、翅膀、背部等）中特異敲低smt3導致組織發(fā)育缺陷（如圖）,。

焦仁杰實驗室進一步的細胞與生化研究發(fā)現(xiàn)：smt3的敲低引起Hipk（homeodomain interacting protein kinase）分子從細胞核轉運到細胞質,，激活JNK通路的活性，最終導致正常組織發(fā)育終止。

該研究第一次將SUMO化通路與JNK信號通路通過HIPK聯(lián)系起來,，為進一步研究SUMO化的功能以及JNK通路的調節(jié)建立了一個新的模型,。

圖片說明：smt3特異敲低引起組織發(fā)育缺陷 A、B,、C分別為野生型果蠅的眼,、翅膀和背；A’,、B’,、C’是分別在對應的組織中敲低smt3的結果。