近日，西南大学西部（重庆）科学城种质创制大科学中心程道军团队在国际权威学术期刊《Science Advances》发表了一篇题为《USP8 and Hsp70 regulate endoreplication by synergistically promoting Fzr deubiquitination and stabilization》的研究论文。该研究以家蚕丝腺和果蝇唾液腺作为模型系统，揭示了去泛素化酶USP8与分子伴侣Hsp70共同作用，维持核内复制细胞周期的关键调节因子Fzr的蛋白质稳定性，从而控制核内复制过程以及器官尺寸。

    核内复制是一种特殊类型的细胞周期，普遍存在于动植物中。昆虫中的相关研究主要集中在如家蚕的丝腺、果蝇的唾液腺和蝗虫的脂肪体等器官。这些器官中的细胞在胚胎期通过有丝分裂进行增殖，而在幼虫期则转向核内复制，经历多轮DNA复制而无需胞质分裂，导致染色体多倍化，促进了细胞和器官的快速增长，并支持重要功能蛋白（如丝腺中的丝蛋白）的大规模合成。虽然Fzr蛋白是核内复制细胞周期进入和维持的重要调节因子，且其功能非常保守，但其蛋白质稳定性的维持机制一直不清楚。

    这项研究利用家蚕丝腺和果蝇唾液腺进行了特定的遗传操作，鉴定出一种通过维持Fzr蛋白质稳定性来调节核内复制过程的去泛素化酶USP8。实验结果显示，敲除或降低USP8基因表达会导致Fzr蛋白水平下降，引起腺体变小、细胞内DNA复制障碍、染色体倍性减少及细胞周期相关因子表达异常等问题，这些问题可以通过过表达Fzr得到缓解。进一步的机制研究表明，USP8与Fzr直接结合，促进Fzr的去泛素化，防止其被泛素化降解；同时，分子伴侣Hsp70通过与Fzr互作促进其正确折叠，增强Fzr与USP8之间的相互作用，进而影响核内复制过程。

    本研究揭示了一个涉及USP8-Hsp70-Fzr信号通路的新机制，它调控着核内复制过程并影响器官大小和功能，首次阐明了蛋白质去泛素化途径在核内复制细胞周期的维持及多倍体器官生长发育中的重要作用，并为理解家蚕丝腺发育及其丝蛋白合成调控提供了新的视角。

    西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心及西南大学西部（重庆）科学城种质创制大科学中心的钱文良副教授，以及博士研究生张星和袁冬琴，被列为该论文的共同第一作者。程道军教授和钱文良副教授则共同担任论文的通讯作者。此研究得到了中心夏庆友教授和山东农业大学周紫章教授的指导。此外，本研究的资金支持来自国家自然科学基金、重庆市技术创新与应用发展专项重点项目、以及重庆市青年创新人才项目等多个项目。