2016年9月22日，國際著名學(xué)術(shù)雜志《PLOS Biology》上在線發(fā)表浙江大學(xué)彭動(dòng)物科學(xué)學(xué)院教授金榮實(shí)驗(yàn)室的最新學(xué)術(shù)成果，題為“Phosphorylation of Def Regulates Nucleolar p53 Turnover and Cell Cycle Progression through Def Recruitment of Calpain3”。這項(xiàng)研究指出，在器官發(fā)生過程中，Def-CAPN3途徑通過細(xì)胞周期相關(guān)底物的選擇性滅活，充當(dāng)細(xì)胞增殖的一個(gè)核仁檢查點(diǎn)。

陳俊研究員和彭金榮研究員為論文共同通訊作者。彭金榮教授是教育部“長江特聘教授”、中組部國家“千人計(jì)劃”，國家“杰出青年基金”獲得者。其1984年本科畢業(yè)于四川大學(xué)生物系，1987年中科院上海生物化學(xué)研究所碩士畢業(yè)，1993在英國John Innes Centre獲得博士學(xué)位，后繼續(xù)在John Innes Centre做博士后研究工作。從1999年11月起先后在新加坡農(nóng)業(yè)分子生物學(xué)研究所、新加坡細(xì)胞分子生物學(xué)研究所任功能基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任和資深科學(xué)家。

在真核細(xì)胞中，核仁是一個(gè)亞細(xì)胞器，主要用于核糖體大、小亞基的生物合成。然而，在培養(yǎng)的人HeLa細(xì)胞、擬南芥和人類T細(xì)胞中進(jìn)行的核仁蛋白質(zhì)組學(xué)生物信息學(xué)分析表明，只有30%的核仁蛋白（約200個(gè)來自擬南芥，大約700個(gè)來自人類細(xì)胞）有與核糖體亞基的生產(chǎn)直接相關(guān)的功能；其余的都參與了多種生化過程，包括細(xì)胞周期調(diào)控、應(yīng)激反應(yīng)和核糖核蛋白的生物合成。

越來越多的證據(jù)表明，核仁蛋白具有雙重功能。例如，核仁磷酸蛋白不僅在核糖體的生物合成中發(fā)揮作用，也在細(xì)胞中心體的復(fù)制和應(yīng)激反應(yīng)中起作用。據(jù)認(rèn)為，核仁蛋白能調(diào)節(jié)核糖體生物合成的每一步，也被稱為是一種多功能蛋白，影響mRNA的穩(wěn)定性和翻譯。除了其在rRNA成熟中的作用之外，DEAD-box RNA解旋酶DDX21可促進(jìn)snoRNAs及其他核糖體蛋白的表達(dá)。然而，許多核仁蛋白的確切生物學(xué)功能仍然是難以捉摸的。

消化器官膨脹系數(shù)（Def）是一種核仁蛋白，在多個(gè)物種之間是保守的，包括酵母、果蠅、斑馬魚、小鼠、擬南芥和人類。在斑馬魚中，DEF的功能缺失（def- / -）可引起消化器官發(fā)育不全，這是由于細(xì)胞周期阻滯而不是由于細(xì)胞凋亡。這一結(jié)果部分歸因于def-/-中p53蛋白的穩(wěn)定化，這反過來又直接反式激活p53同種型Δ113p53的表達(dá)，其作用是拮抗p53凋亡活性。引人注意的是，在def-/-中穩(wěn)定的p53聚集在核仁。這可以通過一個(gè)發(fā)現(xiàn)得以解釋，即，Def與半胱氨酸蛋白酶鈣激活酶3（CAPN3）合作，來降解p53。進(jìn)一步的研究表明，在def+/-雜合魚中的Def單倍劑量不足，可激活p53依賴的轉(zhuǎn)化生長因子β信號(hào)通路，并導(dǎo)致肝部分切除術(shù)后的瘢痕形成。

除了其在p53功能調(diào)節(jié)中的作用之外，Def也參與不同生物的rRNA前體加工。然而，Def對(duì)p53穩(wěn)定性、細(xì)胞周期進(jìn)程以及小亞基生物合成的調(diào)控的精確分子機(jī)制，仍不清楚。在這項(xiàng)研究中，研究人員調(diào)查了三個(gè)問題：（i）p53是CAPN3的一個(gè)直接靶標(biāo)嗎？（ii）Def和CAPN3之間是什么關(guān)系？（iii）Def功能是如何調(diào)節(jié)的？在本質(zhì)上，這項(xiàng)研究表明，Def決定了CAPN3 / Capn3b的核仁定位，從而使其實(shí)現(xiàn)它的核仁功能。Def蛋白質(zhì)在多個(gè)絲氨酸殘基上被磷酸化，這些修改以不同的組合起作用，來調(diào)節(jié)Def-CAPN3復(fù)合物對(duì)肝臟發(fā)展、p53降解和細(xì)胞周期進(jìn)程的作用。研究人員還討論了Def-CAPN3蛋白降解途徑在器官形成過程中對(duì)于細(xì)胞周期調(diào)控的重要性。