近日Cell Reports期刊在線發表了北京大學生科院及蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室鄭曉峰研究組的題為“hCINAP controls lineage differentiation of embryonic stem cells by regulating NEDD4 liquid-liquid phase separation-mediated YAP1 activation”的研究文章。該研究發現hCINAP通過調控NEDD4相分離和YAP1活性來參與胚胎原腸胚階段的胚層分化，從而維持早期胚胎發育，揭示了hCINAP在胚胎發育過程中的分子機制。

hCINAP是一種高度保守的并具有ATPase活性的腺苷酸激酶，在p53信号通路、NF-κB信号通路、核糖體組裝及Cajal Body形成等生理過程中發揮着精細的調控作用。我們的前期研究發現，hCINAP的小鼠同源基因mCINAP的敲除會導緻小鼠胚胎緻死，對其分子機制的探讨發現hCINAP的缺失後導緻YAP1過度激活，并進一步鑒定到hCINAP與YAP1的重要調控因子NEDD4相互作用。因為YAP1在胚胎發育等過程中發揮重要作用，YAP1的激活能夠促進外胚層的分化、抑制中内胚層分化，我們對hCINAP是否通過調控YAP1活性調控胚胎發育進行了深入的研究。結果發現在血清饑餓刺激條件下，NEDD4的WW 結構域驅動其在細胞質中發生相分離，并且NEDD4的相分離顆粒中募集了激酶NLK及YAP1蛋白，從而促進NLK催化的YAP1 S128磷酸化，并提高YAP1的活性。而hCINAP通過與NEDD4相互作用抑制NEDD4發生相分離，并進一步降低YAP1 S128磷酸化水平，抑制YAP1活化。拟胚體實驗結果表明，mCINAP缺失促進外胚層分化，抑制内胚層分化，這一現象可以被共敲除NEDD4所抑制。同時，我們還鑒定了hCINAP的上遊調控因子OTUB1，發現作為hCINAP的去泛素化酶，OTUB1以酶活依賴的形式去除hCINAP K26/115/137的泛素化修飾來維持其穩定性。綜上，該研究闡明了hCINAP及NEDD4協同調控胚層分化的機制。

hCINAP調控胚層分化示意圖

北京大學鄭曉峰課題組的博士研究生諸葛瑞鵬為文章的第一作者，鄭曉峰教授為文章的通訊作者。北大生科院博士生王超、王潔、廖禮銘和已畢業博士于書玉也在該課題中做出了重要貢獻。該研究得到了國家自然科學基金重點項目、蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室、beat365、beat365儀器中心以及鳳凰平台的大力支持。

原文鍊接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)01836-8