四川大學魏于全院士發表CRISPR新研究

　　人鋅指蛋白32（ZNF32）是一種Cys2-His2鋅指轉錄因子，在細胞命運中發揮重要的作用，但是其功能仍然是未知的。近期在國際學術期刊《Oncotarget》上發表的一項研究中，來自四川大學和南開大學等處的研究人員，采用CRISPR相關的蛋白9系統，揭示了ZNF32功能在神經干細胞標記SOX2表達和再生調控中發揮的一個關鍵作用。

　　本文通訊作者是四川大學生物治療國家重點實驗室的魏于全院士和林蘋教授。魏于全院士是教育部“長江學者獎勵計劃” 第二批特聘教授，1997 年國家杰出青年科學基金獲得者，要從事腫瘤生物治療的基礎研究、應用開發與臨床醫療實踐。相關研究結果已發表在Nature Medicine, PNAS, Blood, CancerRes., J. Immunol., J. Biol.Chem等國際期刊。2003年當選為中科院院士。林蘋教授現任四川大學華西醫院生物治療國家重點實驗室實驗腫瘤研究室主任，長期從事腫瘤和慢性炎癥免疫性疾病發病機制的研究，在腫瘤微環境生物學和慢性炎癥病理機制和調控研究中具有特色。點擊閱讀該研究小組更多研究成果：四川大學魏于全院士權威期刊發表癌癥研究新成果；四川大學魏于全院士國際期刊連發研究成果；川大院士發表CRISPR/Cas綜述文章。

　　轉錄因子（TFs）在許多各種不同的人體生物學功能中發揮關鍵作用，并通過與它們靶基因啟動子中的特定順式調控序列結合，而調節基因的表達。TFs的DNA結合特異性，是基于調控過程中的一個關鍵組成部分。與遺傳密碼形成對照，轉錄調控碼遠未得到破譯，是由TFs的序列特異性決定的。識別TFs結合的特定DNA序列，有助于調節基因表達的順式調控模塊（CRMs）的計算預測，并有助于TF功能的進一步理解。Cyclic Amplification and Selection of Targets (CASTing)，可選擇特定蛋白質結合的DNA序列，已被用來作為篩選TFs的DNA結合序列的一種快速而通用的體外方法。

　　Cys2-His2 (C2H2)鋅指蛋白是公認的人類轉錄因子中最大的一類，它參與細胞增殖、分化、發育，甚至許多疾病（如癌癥）相關的細胞過程。生物信息學數據庫表明，ZNF32屬于TF的Krüpple樣家族，包含六個連續的典型的C2H2型鋅指結構域和一個退化的C2H2鋅指基序，并可能結合DNA用于轉錄調控。此前，該研究小組表明，Zfp637——人類ZNF32 小鼠同系物，可抑制成肌細胞分化，并保護細胞免受氧化應激性早衰。所有這些研究結果表明，ZNF32在細胞過程中扮演著一個重要但被忽視的作用。因此，本研究的重點是探討ZNF32在側線系統再生中的功能和機制。

　　再生是更新、恢復和生長的一個重要過程。從細菌到人類，每一個物種都是能夠再生的。斑馬魚是探討器官/組織發育、再生與人類疾病的一個重要模式生物。在其最基本的水平上，再生涉及到細胞增殖和分化過程中的基因調控的分子過程。干細胞對于有益的組織和器官再生有著巨大的希望。神經干細胞標志物SOX2是一個關鍵的轉錄因子，在發育過程中，在胚胎干細胞中表達，并在早期神經外胚層和神經祖細胞中廣泛表達。SOX2水平是受到嚴格調控的，SOX2表達的失調可導致分化行為的顯著變化。SOX2對于斑馬魚側線系系統中的毛細胞發育是至關重要的，并且在除毛細胞以外的大量細胞中表達。這些結果表明，SOX2可能對于毛細胞再生的前體細胞維護，起著重要的作用。

　　此外，在所有真核細胞中，鋅指蛋白在基因調控中的作用，需要它們從細胞質到細胞核的運輸。一般情況下，離子和可溶性的小分子可以通過擴散被運送通過核膜，而來自細胞質的大多數核蛋白的運輸是由核孔復合體介導的。運輸是一個能量消耗的過程。此外，NLS突變體可導致蛋白的錯誤定位，從而導致TF功能破壞、細胞生理過程的變化和許多人類疾病，如肌萎縮性側索硬化癥和脆性X綜合征。ZNF32是一個確認的核蛋白質，其功能是作為一個TF，在之前的研究中已經得以確認，然而，其特異性的靶DNA序列和NLS，尚未見報道。

　　在本研究中，研究人員測量了斑馬魚發育過程中斑馬魚ZNF32同源基因zfZNF32的表達譜。該研究小組使用CRISPR/Cas9系統，制備了ZfZNF-/-，并用其在側線系統中研究毛細胞損傷和再生。研究人員確定了ZNF32的靶DNA序列和NLs。此外，該研究發現，通過ZNF32 的SOX2基因表達的轉錄調控，對于再生是至關重要的。這項研究揭示了SOX2調控的一個新的和重要的機制，并凸顯了ZNF32再生的意義。