多功能蛋白质有助于血细胞的发育

就像喜剧和戏剧演员一样，蛋白质也可以扮演多种角色。发现这些不同的才能可以教会研究人员更多关于细胞内部工作的知识。它还能带来关于进化的新发现，以及在数亿年的时间里蛋白质是如何在不同物种间被保存下来的。

在一项新的发现中，来自索尔克研究所的一组研究人员在小鼠细胞中发现了一种名为nup98的蛋白质，这种蛋白质以前不为人知。他们发现，除了帮助控制分子进出细胞核外，它还有助于指导血细胞的发育，使未成熟的血液干细胞分化成许多特殊的成熟细胞类型。此外，他们还发现了一种机制，当这种分化过程受到干扰时，就会导致某些类型白血病的形成。研究结果发表在《基因与发展》杂志上。

这项研究确实是一项力作。当时我的博士后研究员、这篇论文的第一作者托拜亚斯弗兰克斯(Tobias Franks)使用了一种结合基因组学、蛋白质组学和细胞生物学的方法。这个模型不容易研究，他在实验室里开发了一些非常聪明的技术来回答这些问题。

多年来，赫策的实验室一直专注于一种叫做核孔蛋白(nups)的蛋白质，它是核孔复合体的一部分。这个复合体调节着细胞核(遗传物质的所在地)和细胞质(含有其他细胞结构)之间的交通。核孔蛋白家族中大约有30种蛋白质，除了形成核孔外，它们还具有许多不同的功能。其中一些被认为是转录因子:这意味着它们帮助调节基因何时以及如何被翻译成蛋白质。

发现nup98有这个额外的功能并不完全出乎意料。赫策尔实验室的早期研究发现，它在其他细胞类型的基因调控中发挥作用。但是研究小组并不知道它在造血细胞中的作用。

此外，nup98调控转录的机制目前尚不清楚。研究人员发现，它通过一种名为Wdr82-Set1/COMPASS的蛋白质复合物发挥作用，这种复合物是细胞表观遗传机制的一部分。“这种表观遗传过程有助于控制基因何时转录成蛋白质，何时转录受阻，”Hetzer说，他同时也是Jesse和Caryl Phillips基金会的主席。

这项研究的另一个不同之处在于，它是在小鼠细胞中进行的，而不是在酵母和果蝇等简单的模型生物体中进行的。“这是对这些nup蛋白如何在哺乳动物中起作用的第一次机械洞察，”Hetzer补充说。“我们只是触及了表面，揭示了这种进化上保守的机制是如何在哺乳动物细胞中起作用的。”他的实验室未来的工作将把nup98的研究扩展到灵长类动物和人类。

虽然赫策目前没有计划将他们的发现作为开发白血病药物的途径，但他说，其他人可能会在这方面的研究中有所收获。导致白血病的细胞分化过程的中断是由单个基因融合造成的，即染色体的两个原本不应该相互作用的部分连接在一起。他说，事实证明，由单一基因变化驱动的癌症比由多种基因变化驱动的癌症更容易被药物阻断。