SUMO化修饰对斑马鱼定向造血干细胞功能调控的机理研究

Small ubiquitin-related modifier (SUMO) is a member of a growing family of ubiquitin-like proteins (Ubls) and evolutionarily well conserved from yeast to human. Although the three-dimensional folds of SUMO and ubiquitin and the processes of protein ubiquitination and sumoylation are quite similar, the respective biological significance of these two modifications is distinct. SUMO modification is involved in diverse cellular processes, including maintenance of genome integrity, nuclear transport, transcriptional regulation and signal transduction. So far, the in vivo biological function of protein sumoylation during hematopoiesis is still poorly understood. We will employ antisense morpholino oligonucleotides (MO)-mediated knockdown technology and transcription activator-like effector nuclease (TALEN)-mediated knockout technology to study biological significance of sumoylation during hematopoiesis, especially definitive hematopoiesis of zebrafish.

SUMO（small ubiquitin-related modifier）是一类重要的类泛素蛋白，在物种进化过程中高度保守，其三维结构及生化修饰过程与泛素（ubiquitin）类似，但该两类蛋白质修饰的生物学意义却不尽相同。SUMO化修饰作为一种重要的蛋白质翻译后修饰，广泛参与细胞活动的各个方面，如维持基因组稳定性，调节蛋白质在细胞内定位，调控转录因子活性，参与信号转导等。然而到目前为止，SUMO在造血发育中的生物学功能还不是很清楚。我们以斑马鱼胚胎为研究对象，利用反义寡核苷酸链介导的基因敲低技术以及TALEN介导的基因敲除技术，来探讨SUMO化修饰在造血发育，特别是在调控定向造血干细胞功能中的生物学机理。

SUMO（small ubiquitin-related modifier）化修饰作为一种重要的蛋白质翻译后修饰，广泛参与细胞活动的各个方面，如维持基因组稳定性，调节蛋白质在细胞内定位，调控转录因子活性，参与信号转导等。然而到目前为止，SUMO化修饰在个体发育水平中的生物学意义还不是很清楚，特别在造血发育中的生物学功能还知之甚少。我们以斑马鱼为研究模型，利用反义寡核苷酸链介导的基因敲低技术以及TALEN介导的基因敲除等技术研究发现，敲低SUMO后导致斑马鱼定向造血干细胞（hematopoietic stem cells, HSCs）减少，这种减少是由于造血干细胞产生及自身增殖能力减弱所引起的。进一步研究发现，C/ebpα（CCAAT/enhancer-binding protein α）作为SUMO化修饰的一个主要底物蛋白，参与调控造血干细胞的产生和增殖过程。此外，过表达runx1能够挽救由于SUMO缺失所引起的造血表型，提示我们Runx1可能作为C/ebpα的下游基因，在造血干细胞的产生和增殖过程中发挥重要作用。