Nature揭示干细胞身份维持机制

每隔一段时间，我们就不得不将厨房柜台上的一叠纸片重新分类排序。过期的优惠券和一打的外卖菜单散布在汽车保险或电费账单一类的重要单据中。因此，简单地一次性把所有的东西扔进垃圾桶里并不是一个解决方案，你需要浏览这些信息确保你不会丢失重要的资料。

在细胞中，蛋白质同样要浏览信息将需要保存的与需要丢弃的东西区分开来。然而在这里，这一过程起着更加重要的作用。不仅是一团杂物，标记为要清理的信息分子可以显著地改变细胞的命运。事实上，干细胞就利用了这样一种机制来维持它们的身份。那么一种蛋白质是如何检测到两个看似相似的信息分子之间的差别的？

今天，由霍华德休斯医学研究所研究员Leemor Joshua-Tor领导的冷泉港实验室(CSHL)的一个科学家小组，描述了Dis3l2蛋白是如何利用大量的识别位点来捕获标记要处理的信息分子的。

Dis3l2是一种帮助维持干细胞特性的分子机器。它是阻止干细胞转变为其他细胞类型的一条精妙信号通路的执行者。这一蛋白质是通过在细胞中发挥信息分子垃圾处理器功能，在它们不再编码有用的信息时切割它们来做到这一点的。但Dis3l2具有高度特异。它只降解会改变干细胞命运的信息分子，清除可能会带来灾难性后果的错误信息。

因此，Dis3l2只靶向由称之为“poly-U”链的分子标志标记的一些特异信息分子。这种酶忽略了细胞中绝大多数的信息分子——那些编码蛋白质的信息分子和其他一些重要的信息分子。这些分子的尾部是用另一种叫做“poly-A”尾的链来进行修饰。

冷泉港实验室的科学家们着手了解了，Dis3l2能够读取和区别这两种链的机制。在发表于今天《自然》（Nature）杂志上的一篇论文中，他们利用X射线晶体学观察了当结合poly-U链时Dis3l2的结构。“我们看到这种酶看起来很像漏斗，上宽下窄。poly-U链将自身插入到漏斗的深处，这一庞大的信息分子余下的部分仍然在顶部的宽口中，”Joshua-Tor说。

那Dis3l2酶是如何“读取”poly-U链的呢？论文的主要作者Christopher Faehnle博士和Jack Walleshauser发现，漏斗的内部包含有十多个触点可与poly-U链特异性地相互作用。Faehnle 说：“所有这些触点构成了一张粘性网，将poly-U序列深陷于酶内部。而其他的链不发生这种相互作用，它们可以滑出来。这帮助了我们了解一种酶可以区分细胞中两种序列的机制。”

更重要的是，这项工作提供了有关干细胞维持其身份机制的一些见解。Joshua-Tor 说：“这一信号通路中任何一步错误调控都可导致一些发育障碍和癌症。现在我们更好地认识了终点步骤，这是一个关键的控制点。”