烯醇化酶1通過影響mRNA定位調節人胚胎干細胞自我更新能力

赫佳音，楊嘉賓，陳仲揚，馬艷妮，余 佳

中國醫學科學院基礎醫學研究所 北京協和醫學院基礎學院 生物化學與分子生物學系醫學分子生物學國家重點實驗室，北京 100005

人胚胎干細胞(human embryonic stem cells, hESCs)于1998年首次從著床前囊胚的內細胞團中被分離出來,并通過適當的培養體系建立而成,能夠長期保持良好的自我更新能力和多能性[1]。作為一種重要的研究模型,了解hESCs命運調控機制顯得十分必要。近年來,人們對hESCs多能性的研究大多集中在轉錄調控網絡上,但對轉錄后水平調控的認知卻不充分[2],值得探究。轉錄后水平過程復雜,包括RNA的代謝及定位等。而在細胞環境中,RNA通常以核糖核蛋白復合體(ribonucleoprotein, RNPs)的形式存在,其中RNA結合蛋白(RNA binding proteins, RBPs)作為調節器,通過直接結合或輔助RNA發揮作用[3],可見RBPs對RNA轉錄后水平活動的調控至關重要,并可能通過調節RNA影響hESCs的命運決定。

烯醇化酶1(enolase1, ENO1)作為一種代謝酶,負責催化2-磷酸甘油酸(2-phosphoglycerate, 2-PGA)合成磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate,PEP),是糖酵解的重要步驟。2015年,人們發現ENO1還可以通過與RNA結合發揮功能,并將其定義為一種新的RBP,但對其具體的作用機制卻知之甚少[4]。2021年,ENO1被發現可以作為RBP在肝癌細胞中通過結合鐵調節蛋白1(iron regulatory protein, IRP1)的mRNA以調節肝癌細胞內的鐵平衡[5];2022年,ENO1被發現結構改變后與RNA結合能力增強,阻滯糖酵解過程,影響小鼠胚胎干細胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)的分化[6],由此可見,ENO1作為RBP時可能通過結合RNA發揮多方面的作用,調節多種細胞生命活動。本研究旨在探究ENO1作為RBP在hESCs自我更新能力調節過程中發揮的作用,探討其在轉錄后水平對RNA的調控及潛在的作用機制。……