北大张传茂课题组Cell Research新文章

　　

生物通报道  近日来自北京大学生命科学学院的张传茂教授课题组在《细胞研究》（Cell research）杂志上发表题为“Chromatin-bound NLS proteins recruit membrane vesicles and nucleoporins for nuclear envelope assembly via importin-α/β”，证实染色质结合NLS蛋白通过importin-α/β招募膜囊和核孔蛋白进行了核膜组装。

核膜（NE）是指包裹真核细胞核将其与细胞质分离的膜系统，是由通过一个宽度为20～40 nm的间隙分开的脂双层所组成的双层膜。核外膜与细胞的内质网是连贯的，有时网上散布着核糖体。在核孔处，核外膜与核内膜彼此相连。在较高等的真核生物中，NE可在有丝分裂早期去组装成为膜囊或吸收到内质网中。在有丝分裂过程中随着NE组装，核孔复合物NPCs解聚合成核孔蛋白，并分散到细胞质中。在有丝分裂末期，NE围绕分离子细胞染色体团块重组，NPCs或以NE形式在染色质上再组装，或是插入到NE中。但目前对于NE组装机制仍知之甚少。

在这篇文章中，研究人员在爪蟾卵提取物中证实NE组装过程中染色质结合核定位信号序列(nuclear localization signal，NLS)蛋白通过importin-α 和 –β为NE前体膜囊和核孔蛋白提供了停泊位点。他们证实在抽提物中随着快速招募大量的NLS蛋白例如核质蛋白和组蛋白至去膜精子染色质处，importin-α快速地结合到染色质NLS蛋白上。

与此同时，importin-β与细胞质NE前提膜囊和核孔蛋白相结合。通过与染色质NLS蛋白上的importin-α相互作用，importin-β将膜囊和核孔蛋白靶向染色质表面。一旦遇到RCC1生成的染色质上的Ran-GTP，importin-β会优先结合Ran-GTP，并释放膜囊和核孔蛋白进行NE组装。用过量的可溶性NLS蛋白或从抽提物中去除importin-β的方法阻断importin-α与NLS蛋白之间的相互作用可以破坏NE的组装。

新研究在爪蟾抽提物中揭示了NE组装的新分子机制。证实了NLS蛋白和importin-α、importin-β在NE组装中发挥了至关重要的作用。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Chromatin-bound NLS proteins recruit membrane vesicles and nucleoporins for nuclear envelope assembly via importin-α/β

The mechanism for nuclear envelope (NE) assembly is not fully understood. Importin-β and the small GTPase Ran have been implicated in the spatial regulation of NE assembly process. Here we report that chromatin-bound NLS (nuclear localization sequence) proteins provide docking sites for the NE precursor membrane vesicles and nucleoporins via importin-α and -β during NE assembly in Xenopus egg extracts. We show that along with the fast recruitment of the abundant NLS proteins such as nucleoplasmin and histones to the demembranated sperm chromatin in the extracts, importin-α binds the chromatin NLS proteins rapidly. Meanwhile, importin-β binds cytoplasmic NE precursor membrane vesicles and nucleoporins. Through interacting with importin-α on the chromatin NLS proteins, importin-β targets the membrane vesicles and nucleoporins to the chromatin surface. Once encountering Ran-GTP on the chromatin generated by RCC1, importin-β preferentially binds Ran-GTP and releases the membrane vesicles and nucleoporins for NE assembly. NE assembly is disrupted by blocking the interaction between importin-α and NLS proteins with excess soluble NLS proteins or by depletion of importin-β from the extract. Our findings reveal a novel molecular mechanism for NE assembly in Xenopus egg extracts.

作者简介：

张传茂

北京大学教授，博士生导师。国家杰出青年基金获得者，国家自然科学奖二等奖和中国高校科学技术奖一等奖获得者, 2003 年获国家自然科学基金重点项目资助。1992年至今，在北京大学生物系任副教授、教授。期间，于1995-2001年在英国从事细胞周期调控研究。发现Ran及其结合蛋白调控M/G1转化和细胞核膜重建，纺锤体组装等。近五年主持国家自然科学基金重点项目和杰出青年基金项目等。

经历

1977年～1980年：河南省商丘农业学校大专生 　
1983年～1986年：南京农业大学硕士研究生 　
1986年～1987年：南京农业大学助教。
1987年～1989年：南京农业大学讲师　
1989年～1993年：北京大学生命科学学院 博士研究生
1993年7月～2001年8月：北京大学生命科学学院副教授 　 　
1995～2001年期间，先后在英国Dundee University和Manchester University任博士后访问研究员 （Traveling Research Fellow）和研究员(Research Fellow)，进行合作研究
2001年8月至今 ： 北京大学生命科学学院教授, 博士生导师
2005年3月至今 ：北京大学教育部长江特聘教授 　　

 本实验室主要兴趣在于：

1 细胞核结构与功能
2 细胞周期调控研究（包括纺锤体装配机理研究，DNA复制起始调控机理研究，核膜装配机理研究等）
3 Ran GTPase 在细胞核物质运输和细胞周期调控中的作用
4 肿瘤细胞生物学(肿瘤细胞增殖调节和增殖控制