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皮层定位蛋白在细胞内的极性分布是调控果蝇神经干细胞不对称分裂机制的关键因素。在神经干细胞皮层底部定位的蛋白Miranda(Mira)是命运决定因子Prospero(Pros)和Brain tumor(Brat)的结合蛋白,被认为是神经干细胞不对称分裂进程的指示蛋白。我们利用实时激光共聚焦显微镜观察到Mira在幼虫大脑神经干细胞不对称分裂时期的动态定位。发现Mira在细胞内经历了从皮层到细胞质再到皮层,最终定位在皮层底部的位移过程。 在本研究中,我们找寻到了调控Mira在神经干细胞中动态定位的新因子:酪氨酸激酶dWee1。我们通过生化实验证明dWee1能结合Mira的N端并磷酸化Mira Tyr(Y)487位点。在神经干细胞从G2期进入细胞分裂期时,Y487磷酸化的Mira位于细胞质中。我们进一步发现进化保守的磷酸酶激活因子PTPA可以调控Mira在细胞分裂早期从细胞质位移到皮层的进程。在ptpa突变体中,Mira在细胞分裂早期滞留在细胞质中,直到分裂末期才恢复在皮层底部的正常定位。2D Western blot结果证明,缺失PTPA导致Mira的磷酸化被强化。IP-MS和2D Western blot结果证明PTPA调控Mira Thr(T)591的去磷酸化进程,T591去磷酸后Mira从细胞质位移到细胞皮层。进一步的研究结果表明PTPA可以结合PP4并协同调控Mira T591的去磷酸化进程。在ptpa突变体大脑中PP4-19C的蛋白表达量大幅上升,而降低上调的PP4-19C能增强Mira异常定位的表型。 本论文中我们首次提出了Mira的逐步磷酸化能时序性调控Mira在神经干细胞中的动态定位。在神经干细胞从G2晚期进入细胞分裂期时,dWee1结合Mira的N端并磷酸化Y487位点,使Mira从细胞整个皮层位移到细胞质中。接着在细胞分裂早期,PTPA/PP4介导的MiraT591去磷酸化修饰调控了Mira从细胞质位移到细胞皮层。去磷酸化的Mira在细胞皮层上能被位于皮层顶部的aPKC迅速磷酸化Mira的N端位点,Mira最终在细胞分裂中期能正确定位在皮层底部,确保神经干细胞不对称分裂顺利完成。我们的研究结果为深入理解神经干细胞不对称分裂提供了新的理论基础。