如果你发现你家的一扇前门偶尔飞出门框去做家里的家务，你会觉得怎么样？这种惊喜索尔克研究所的科学家们在他们最近的研究发现中经历到了。核孔蛋白——充当细胞的“过道”以帮助管理进出细胞核的物质，实际上在基因的表达中起到比以前认为更大的作用。

这一结果发表在2015年6月16日出版的基因与发育学（Genes & Development）杂志上，表明核孔蛋白在胚胎干细胞开始发育成特定的组织之前，对胚胎干细胞的维持具有重要作用。这一发现给由这些蛋白的突变引起的遗传疾病提供了一种新的认识。一个特定的核孔蛋白在干细胞形成神经元时发挥着重要的和未被预料到的作用。

“我们对这类蛋白质开辟了一种新见解，”Martin Hetzer说道，他是索尔克分子和细胞生物学实验室的教授，也是这篇文章的通讯作者。“我希望人们开始接受并意识到核孔蛋白不仅仅是转运蛋白。”

核孔蛋白——约有30种类别——是典型的核孔复合物，即连接细胞核的内部和外部细胞质的巨型结构的一部分。在2010年，Hetzer的团队首次揭露出，在细胞的发育过程中，核孔蛋白也许也调控着细胞核内的基因何时被转录成蛋白质。但是，它的具体作用可能还不清楚。

在新工作中，Hetzer和他的同事们集中研究了一个叫作Nup153的特定核孔蛋白，众所周知它能够快速开启和关闭核孔复合体，这意味着它可能除了给核孔提供结构支撑外可能还有别的作用。

研究人员转向小鼠的胚胎干细胞——这种细胞具有分化成体内任何细胞类型的潜能——并且删除了Nup153。他们预测，如果Nup153在细胞分化中起到了关键的作用，那么从干细胞中取出它将会停止细胞的分化。反过来，会发生相反的结果。

“最大的惊喜是，当我们去掉这个基因时，干细胞开始分化，”Hetzer说。“它们不仅开始分化，而且还开始分化为神经元。”

Nup153，研究人员发现，在干细胞分化为脑细胞时需要打开的基因上放置了一个制动器。当制动器被解除，干细胞就开始分化。

“这项研究不仅揭示了核孔蛋白能通过沉默神经基因来调节胚胎干细胞的未分化状态的重要功能，而且还在哺乳动物发育过程中引入阐明这些蛋白质的作用的新机制的方向，”Hetzer实验室的博士后研究员和论文的第一作者Filipe Jacinto说道。

Hetzer怀疑其他的核孔蛋白也有基因表达调控的作用，但却警告说，每个核孔蛋白的作用可能是完全不同的，他说，可能会针对一系列不同的基因，有的可能会激活基因，而不是抑制。

许多核孔蛋白基因的突变与人类疾病和发育障碍有关，包括一些类型的白血病和遗传性心脏问题。到现在为止，Hetzer说，研究人员已经假定通过改变进出细胞核的蛋白质，从而引起的突变导致疾病的发生。“现在，我们意识到这可能不是唯一的解释，”他说。“许多这些疾病和发育障碍可能实际上是由这些基因调控基因表达程序的能力所引起的。”

他的实验室计划跟进研究Nup153究竟是如何召集到基因的，以及研究其他核孔蛋白在发育中的作用。