突触后谷胱甘肽转移酶GstO1调控突触发育和功能的分子机制

Synapse formation requires coordinated processes in both presynaptic and postsynaptic sides. It’s not clear how the postsynaptic protein regulates synaptic development and function. Via postsynaptic RNAi screen, we found GstO1 regulates synaptic development and function specifically on postsynaptic side. GST is an ancient detoxifying enzyme in response to endogenous and exogenous substrates through GSH conjugation. When we knocked down GstO1 in postsynaptic side, BMP signaling was upregulated in presynaptic side. We speculate GstO1 may regulate the expression, process or secretion of the BMP ligand Gbb which is produced in the postsynaptic muscles and then affect BMP signaling. Using modification proteomics screen, together with biochemical and genetic interaction technology, we wish to find the protein substrates of GstO1, and illustrate how GstO1 affects synaptic development and function by regulating the expression, process and secretion of Gbb. This study will shed novel light on redox regulation on synapse development and function in a retrograde manner.

突触的发育和功能是突触前和突触后协同作用的结果，目前人们对突触后蛋白如何调控突触发育和功能的分子机制还不甚清楚。我们通过突触后特异的RNAi筛选，发现谷胱甘肽转移酶家族成员GstO1特异的在突触后调控突触的发育和功能。谷胱甘肽转移酶是生物体内广泛存在的，通过维持细胞内氧化还原平衡从而保护细胞功能的一类酶。我们进一步的研究发现，突触后敲减GstO1会造成突触前BMP信号通路水平的升高。我们推测，GstO1可能通过调控BMP信号通路位于突触后的配体Gbb的表达、加工或分泌，从而影响突触的发育和功能。我们将通过蛋白修饰组学筛选，寻找被GstO1谷胱甘肽化的蛋白质底物；通过生化及遗传互作实验，阐明GstO1通过何种底物以及如何通过该底物调节Gbb，进而调控突触的发育和功能。该项目将为我们理解突触后蛋白如何调控突触发育和功能提供新的见解和思路，也将揭示氧化还原平衡对信号转导和突触发育影响的分子机制。

突触的发育和功能是突触前和突触后协同作用的结果，目前人们对突触后蛋白如何调控突触发育和功能的分子机制还不甚清楚。我们通过突触后特异的RNAi筛选，发现谷胱甘肽转移酶家族成员GstO1特异的在突触后调控突触的发育和功能。谷胱甘肽转移酶是生物体内广泛存在的，通过维持细胞内氧化还原平衡从而保护细胞功能的一类酶。我们进一步的研究发现，突触后敲减GstO1会造成突触前BMP信号通路水平的升高。我们推测，GstO1可能通过调控BMP信号通路位于突触后的配体Gbb的表达、加工或分泌，从而影响突触的发育和功能。通过免疫染色和Western实验我们发现，GstO1负调控Gbb的蛋白水平，进一步的免疫共沉淀实验表明，GstO1与Gbb同在一个蛋白复合体中，并通过调节后者的谷胱甘肽化水平从而调控其蛋白水平。本课题为我们理解突触后蛋白如何调控突触发育和功能提供了新的见解和思路，揭示了氧化还原平衡对信号转导和突触发育影响的分子机制。