9月6日，我校生命科学与技术学院薛宇教授团队与中国医学科学院北京协和医学院生物医学工程研究所的黄鹏羽团队、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院舒易来团队合作，在国际期刊《自然∙通讯》（Nature Communications）在线发表了题为《PIM抑制铁死亡诱导重编程和细胞周期停滞促进肝脏转分化》（PIM1 promotes hepatic conversion by suppressing reprogramming-induced ferroptosis and cell cycle arrest）的合作成果。论文共同第一作者为袁阳阳博士、王晨玮博士、庄绪冉以及林少峰博士，其中王晨玮博士和林少峰博士为薛宇团队成员，共同通讯作者为黄鹏羽教授、薛宇教授和舒易来教授。

蛋白激酶催化介导的磷酸化是重要化学修饰，动态调控了功能蛋白质的亚细胞定位、构象、稳态、交互、关联和活性，可逆地决定了细胞动力学和可塑性。然而蛋白激酶的活性受到转录水平、蛋白水平、蛋白磷酸化水平等多级调控，难以通过单一的组学数据对蛋白激酶的活性进行系统性的评估。本工作中，研究人员整合磷酸化组和转录组数据，开发了跨组学的“核心激酶推断”（central kinase inference, CKI）算法。

CKI算法的设计包含三个基本假设。首先，蛋白激酶在转录水平的表达调控其固有活性，因此生物学过程中，转录水平显著变化的蛋白激酶可能是重要的。差异表达的蛋白激酶可从转录组数据中计算获得。其次，活性更高的激酶可能修饰更多磷酸化位点，反之亦然。因此可根据磷酸化组数据中的修饰位点变化，反推上游调控激酶的活性变化。第三，活性更高的激酶可能对磷酸化网络有更强的影响，因此可根据磷酸化组数据构建激酶-底物网络，再利用统计学的方法检测活性显著变化的激酶。综合三部分预测，即为CKI算法的最终结果。

利用CKI算法，预测并发现蛋白激酶PIM1在人皮肤成纤维细胞向肝细胞转分化早期的关键作用。后续实验发现PIM1通过抑制细胞命运转变导致的细胞周期阻滞和细胞铁死亡，大幅提高肝向转分化的效率，并能显著促进转分化肝细胞的成熟。这项工作利用CKI算法也发现了双分化潜能的小鼠肝祖细胞在向成熟肝细胞分化过程中，cAMP通过PRKACA、PRKACB和PRKX等激酶促进肝细胞成熟的机制。因此，这项工作开发了一个新的跨组学分析方法CKI，为重要生物学过程中核心蛋白激酶发现提供了新的工具。

    原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32976-9