近日，學術期刊Journal of Cell Science發表了中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所趙允研究組與張雷研究組題為Drosophila Vps36 is involved in Hh signaling by regulating Smo trafficking的研究成果, 揭示了Vps36通過影響Smoothened的運輸來調節Hedgehog信號通路的活性。

作為一種形態發生素，Hh分子通過形成濃度梯度來調控不同的下游基因的表達，進而決定細胞的分化命運。在這一過程中，七次跨膜蛋白Smoothened（Smo）在細胞膜的定位起到了關鍵的信號傳遞作用。當Hh處于高濃度時，Smo在細胞膜上累積，此時信號通路處于高活性狀態；當Hh處于低濃度時，Smo主要定位在細胞質中，此時信號通路處于低活性狀態。Smo的質膜穿梭直接決定了Hh信號通路的活性，但人們對Smo的這種質膜穿梭機制知之甚少。

博士研究生楊曉峰、毛菲菲在趙允、張雷研究員的指導下，利用果蠅這種模式生物對Smo的質膜穿梭機制進行了研究。通過研究發現，Vps36分子對于Smo的運輸有著重要影響。Vps36通過識別共價連接在Smo上的泛素（ubiquitin）來調節Smo的運輸。進一步研究發現，Smo泛素化直接受Hh信號的調控。當Hh處于高濃度時，Smo泛素化減弱，Smo在細胞膜上累積，Vps36不與Smo相互作用；當Hh處于低濃度時，Smo泛素化增強，Vps36與Smo相互作用并介導Smo向細胞內運輸，導致Smo不能在細胞膜上累積。進一步發現，Smo的泛素化是發生在Smo C端和跨膜區胞內端的multiple lysine上。把Smo C端和跨膜區胞內端的所有lysine突變以后，Smo的泛素化顯著減少，Smo在細胞膜上穩定聚集，并且激活了Hh信號通路。該研究有助于人們進一步了解Hh信號通路中Smo的運輸調控機制。

該項研究工作得到了科技部、國家自然科學基金委以及中國科學院的經費支持。