四川大学魏于全院士发表CRISPR新研究

　　2016年09月12日讯 人锌指蛋白32（ZNF32）是一种Cys2-His2锌指转录因子，在细胞命运中发挥重要的作用，但是其功能仍然是未知的。近期在国际学术期刊《Oncotarget》上发表的一项研究中，来自四川大学和南开大学等处的研究人员，采用CRISPR相关的蛋白9系统，揭示了ZNF32功能在神经干细胞标记SOX2表达和再生调控中发挥的一个关键作用。

　　转录因子（TFs）在许多各种不同的人体生物学功能中发挥关键作用，并通过与它们靶基因启动子中的特定顺式调控序列结合，而调节基因的表达。TFs的DNA结合特异性，是基于调控过程中的一个关键组成部分。与遗传密码形成对照，转录调控码远未得到破译，是由TFs的序列特异性决定的。识别TFs结合的特定DNA序列，有助于调节基因表达的顺式调控模块（CRMs）的计算预测，并有助于TF功能的进一步理解。可选择特定蛋白质结合的DNA序列，已被用来作为筛选TFs的DNA结合序列的一种快速而通用的体外方法。

　　Cys2-His2 （C2H2）锌指蛋白是公认的人类转录因子中最大的一类，它参与细胞增殖、分化、发育，甚至许多疾病（如癌症）相关的细胞过程。生物信息学数据库表明，ZNF32属于TF的Krüpple样家族，包含六个连续的典型的C2H2型锌指结构域和一个退化的C2H2锌指基序，并可能结合DNA用于转录调控。此前，该研究小组表明，Zfp637--人类ZNF32 小鼠同系物，可抑制成肌细胞分化，并保护细胞免受氧化应激性早衰。所有这些研究结果表明，ZNF32在细胞过程中扮演着一个重要但被忽视的作用。因此，本研究的重点是探讨ZNF32在侧线系统再生中的功能和机制。

　　再生是更新、恢复和生长的一个重要过程。从细菌到人类，每一个物种都是能够再生的。斑马鱼是探讨器官/组织发育、再生与人类疾病的一个重要模式生物。在其最基本的水平上，再生涉及到细胞增殖和分化过程中的基因调控的分子过程。干细胞对于有益的组织和器官再生有着巨大的希望。神经干细胞标志物SOX2是一个关键的转录因子，在发育过程中，在胚胎干细胞中表达，并在早期神经外胚层和神经祖细胞中广泛表达。SOX2水平是受到严格调控的，SOX2表达的失调可导致分化行为的显著变化。SOX2对于斑马鱼侧线系系统中的毛细胞发育是至关重要的，并且在除毛细胞以外的大量细胞中表达。这些结果表明，SOX2可能对于毛细胞再生的前体细胞维护，起着重要的作用。

　　此外，在所有真核细胞中，锌指蛋白在基因调控中的作用，需要它们从细胞质到细胞核的运输。一般情况下，离子和可溶性的小分子可以通过扩散被运送通过核膜，而来自细胞质的大多数核蛋白的运输是由核孔复合体介导的。运输是一个能量消耗的过程。此外，NLS突变体可导致蛋白的错误定位，从而导致TF功能破坏、细胞生理过程的变化和许多人类疾病，如肌萎缩性侧索硬化症和脆性X综合征。ZNF32是一个确认的核蛋白质，其功能是作为一个TF，在之前的研究中已经得以确认，然而，其特异性的靶DNA序列和NLS，尚未见报道。

　　在本研究中，研究人员测量了斑马鱼发育过程中斑马鱼ZNF32同源基因zfZNF32的表达谱。该研究小组使用CRISPR/Cas9系统，制备了ZfZNF-/-，并用其在侧线系统中研究毛细胞损伤和再生。研究人员确定了ZNF32的靶DNA序列和NLs。此外，该研究发现，通过ZNF32 的SOX2基因表达的转录调控，对于再生是至关重要的。这项研究揭示了SOX2调控的一个新的和重要的机制，并凸显了ZNF32再生的意义。