讲座伊始,郑鹏里老师以极具个人色彩的经历开场,回顾了其漫长而曲折的博士求学生涯。他坦言,在2010至2016年在北大攻读博士的六年时间里,其科研之路并非坦途,经历了“不断换课题”的迷茫与“补实验、投文章”的艰辛。特别是在主导文章写作和投稿期间,累计遭遇数十次拒稿,这段经历虽然痛苦,却极大地锻炼了他的独立科研能力与抗压心态。直到研五,他才最终确认了以内质网形态为核心的研究方向,并在此后取得突破,于六年完成博士学业。这段经历为后续的学术报告定下了一个基调:科学研究往往始于对具体现象的执着探索,而运气总是垂青于坚持不懈的人。
郑老师指出,细胞器并非静态结构,而是高度动态的,且细胞器之间并非独立存在,而是存在广泛的互作。内质网主要分为管状内质网和片状内质网。
管状内质网的构建依赖于发卡状跨膜区结构维持,其形成涉及三个关键步骤:高曲率维持、沿微管生长以及由Atlastins蛋白介导的融合。而在片状内质网的构建方面,郑老师在博士期间致力于寻找决定片层内质网形态的关键蛋白。通过在家蚕这一特殊模型中进行筛选,发现EI24表达上升与内质网形态变化相关。进一步研究揭示了p53-EI24 信号轴在调控管状内质网形态中的核心作用:DNA损伤可通过p53激活EI24等管状内质网结构蛋白,驱动管状内质网特异性扩张,该通路还直接关联细胞凋亡与肿瘤发生。这一发现将经典的肿瘤抑制通路与细胞器形态学直接联系了起来。
郑老师从2016年至2022年在NIH Craig Blackstone实验室进行博士后研究,其研究视野进一步拓展到内质网与微管系统的互作机制。他发现Climp63、p180、KTN1三种内质网膜蛋白可特异性识别带有不同翻译后修饰的微管,解码细胞内“微管密码”:Climp63结合中心体微管,p180识别外周谷氨酸化修饰微管,KTN1 结合核周多聚谷氨酸化修饰微管;细胞越靠近核周,微管的多聚谷氨酸化修饰程度越高,成为细胞器定位的天然“路标”。如P180敲除会导致内质网收缩,KTN1敲除则导致内质网散开,二者双敲除时表型更为严重。内质网通过解读微管密码,主导自身及细胞内绝大多数膜细胞器的极性分布与动态转运,在细胞自噬等生命过程中还会调控内质网、溶酶体定向移动,实现对细胞内全局运输的调控。此外,内质网还可直接结合线粒体转运复合体,调控线粒体轴突运输,阐释了内质网功能异常诱发神经退行性疾病的分子机理。
自2022年归国入职北大后,郑老师的研究视野进一步拓展到了生理病理层面,特别是遗传性痉挛性截瘫这一罕见病。该疾病属于长度依赖性轴突退化病症,典型特征为运动神经元内细胞器转运失常。团队发现内质网可直接结合线粒体转运复合体,精准调控线粒体在神经轴突中的运输过程,由此阐明了内质网功能异常诱发这类神经退行性疾病的分子机理。
郑鹏里研究员最后总结道,内质网不仅仅是一个独立的细胞器,它更像是细胞内的“交通调控中枢”。本次讲座从个人坎坷的科研经历出发,层层递进,从分子水平的蛋白作用、“微管修饰”解码,到细胞水平的细胞器互作与转运调控,再到生理病理水平的肿瘤、神经退行性疾病解析,完整地展示了一个优秀科学家如何通过解决具体问题,最终揭示生命活动的普遍规律。