论文部分内容阅读
POU结构域转录因子Oct4在胚胎干细胞(ESCs)的自我更新与多能性中扮演重要的角色。与Sox2,Klf4与c-Myc一起,Oct4可以重编程任何其他细胞类型到多能干细胞,Oct4是一个在功能上不能被其他的POU家族成员替代的唯一因子。是哪些残基或者残基簇赋予Oct4在POU家族成员中的独特性仍然需要研究。尽管通过质谱在hOct4上鉴定出了一系列的蛋白翻译后修饰位点,但是这些位点的蛋白翻译后修饰是否在重编程中发挥生物学功能仍需要研究。 为了研究上述的两个科学问题,本研究中将小鼠Oct4上所有的丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸,赖氨酸与精氨酸突变成丙氨酸,并且在体细胞重编程系统中检测这些突变体的重编程能力。发现了一系列对Oct4功能重要的残基。通过晶体结构分析发现大部分重编程功能缺陷的残基直接介导Oct4与DNA的相互作用。有意思的是,所有的重编程功能显著缺陷的残基都位于POU结构域。此外,研究表明对于激活Oct4不同的靶基因显示对Oct4不同的关键性残基的需求。Oct4的N与C末端的转录激活结构域(TADs)不是独一无二的,在重编程过程中它们可以被Yes相关的蛋白(YAP)的转录激活结构域替代,而Oct4的POU结构域是生成诱导型多能干细胞所必需的最小功能结构域。更为重要的是,揭示了两个重要的,赋予Oct4在体细胞重编程中独特性的残基。出乎意料之外的是,大部分那些在胚胎干细胞中被质谱鉴定出来的蛋白翻译后修饰位点突变体在重编程过程中都没有显示出显著的功能缺陷。这些结果表明在这些位点上的修饰至少在体细胞重编程中对于Oct4的功能也许不是必不可少的。 总结地讲,系统的结构功能分析在分子水平上对在体细胞重编程中Oct4上重要的残基如何一起发挥作用赋予Oct4在POU家族成员中的重编程独特性方面提出了新的机制性的观点。