发布时间:2014-09-03 16:21 原文链接: 清华大学潘俊敏教授Cell子刊发表研究新成果

  来自清华大学的研究人员在新研究中证实,FLA8/KIF3B磷酸化通过调控Kinesin-II与IFT-B互作控制了细胞纤毛内转运蛋白(Intraflagellar transport,IFT)的进入和转向。这一研究发现发表在8月28日的《发育细胞》(Developmental Cell)杂志上。

  论文的通讯作者是清华大学的长江特聘教授潘俊敏(Junmin Pan)博士。其主要研究方向包括纤毛的形成、解聚机理,运动功能、信号传导及在细胞分裂中的调控作用;以及微藻技术的开发和利用。近年在Cell、Science等国际顶级杂志发表多篇研究论文。

  纤毛或真核生物的鞭毛是基于细胞微管的一种亚细胞结构。它兼具细胞运动和细胞信号传导的作用,参与动物的发育、细胞分裂和维持各种器官的正常生理功能。纤毛的缺陷常导致多种疾病诸如呼吸道疾病、肾囊肿,内脏转位,肥胖症、癌症等。因此有关的纤毛的研究是目前研究的热点领域。

  纤毛就像细胞表面的触角一样,中间是微管形成的轴丝样结构,周围由细胞膜包裹。在纤毛的生成阶段,轴丝从纤毛的底部向远端生长,由于纤毛没有自身合成蛋白的能力,所以,纤毛必须将细胞浆内产生的蛋白从纤毛的底部转运到纤毛的顶部,同时,将细胞生存内环境的外界信息或者物质从纤毛顶部转运到纤毛的底部,这就使纤毛拥有正向转运和逆向转运的功能。IFT蛋白是装配和维护纤毛的必要条件,是纤毛行使双向转运功能的物质基础。

  IFT的双向转运功能依赖于一套特殊的装置,包括IFT运动蛋白(kinesin-II和dynein),IFT颗粒(IFT particle,由IFT-A复合物和IFT-B复合物构成),以及被转运的分子(cargo molecules)。IFT颗粒与被转运的分子结合,可将被转运的分子转运到细胞纤毛的顶部,或者从顶部转运到底部

  在正向转运过程中,活化kinesin-II携带着装载的IFT颗粒进入到纤毛中,在纤毛顶部kinesin-II失活释放IFT颗粒。并且在纤毛的装配过程中IFT进入的速度受到动态的调控。然而直到现在,对于IFT进入以及IFT颗粒的装载和卸载机制仍不是很清楚。

  在这篇文章中研究人员证实,在衣藻中一种钙离子依赖性激酶使得kinesin-II蛋白亚单位FLA8(KIF3B同系物)保守的S663位点磷酸化。这种磷酸化破坏了kinesin-II与IFT-B之间的互作,使得kinesin-II失活并抑制了IFT进入,它也是纤毛顶部IFT-B卸载的必要条件。此外,他们的数据表明调控细胞内磷酸化FLA8水平控制了IFT的进入速度。

  这些结果证实了,FLA8磷酸化是控制IFT进入和转向的一个分子开关。

相关文章

最新研究揭示氧化还原信号调控多纤毛协调性摆动

纤毛(也称鞭毛)作为一种真核生物突出在细胞表面的保守细胞器,可以行使感受、分泌和运动等功能。生殖细胞精子的单根鞭毛和原生生物如衣藻的双根鞭毛可以通过摆动产生的动力来推动细胞体的定向游动。分布在人体呼吸......

中性氨基酸转运系统缺陷包括哪些?

中性氨基酸转运系统缺陷:丙氨酸丝氨酸苏氨酸、缬氨酸亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸谷酰胺组氨酸、天门冬酰胺酪氨酸、色氨酸瓜氨酸......

单分子水平下观察对转运蛋白的功能和工作机制

就能一艘能够帮助乘客过河的船一样,转运蛋白(transporters)能运输物质跨越细胞膜,这一过程对于从细菌到人类等多种有机体细胞的健康功能至关重要,此前研究人员仅能通过与这些转运蛋白一起发挥作用的......

细胞天线—纤毛如何驱动或阻断癌症的发展

你可能知道,我们的肺中排列着毛发状的突起,这些突起称之为运动纤毛(motilecilia),其是一些微小的微管结构,会出现在某些细胞或组织的表面,通常在我们的鼻腔和呼吸道中就能找到运动纤毛,同样其也会......

胚胎左右不对称发育过程中细胞周期调控纤毛形成机制

动物胚胎如何由一个均一的卵裂球发育为具有头尾、背腹和左右等不对称特征的胚胎,是发育生物学中一个重要的研究领域。为纪念创刊125周年,Science杂志于2005年7月提出了125个重要的科学问题。上述......

胚胎左右不对称发育过程中细胞周期调控纤毛形成机制

动物胚胎如何由一个均一的卵裂球发育为具有头尾、背腹和左右等不对称特征的胚胎,是发育生物学中一个重要的研究领域。为纪念创刊125周年,Science杂志于2005年7月提出了125个重要的科学问题。上述......

科学家首次揭示中心体蛋白FSD1在纤毛发生中的作用

众所周知,血液系统具有维持机体稳态的重要功能,对生物体的免疫防御和组织发育起到至关重要的作用。造血系统异常会引发诸多恶性血液疾病,如白血病、贫血和再生贫血障碍等。造血干细胞因具有自我更新和分化为各系血......

科学家首次揭示中心体蛋白FSD1在纤毛发生中的作用

众所周知,血液系统具有维持机体稳态的重要功能,对生物体的免疫防御和组织发育起到至关重要的作用。造血系统异常会引发诸多恶性血液疾病,如白血病、贫血和再生贫血障碍等。造血干细胞因具有自我更新和分化为各系血......

Science:重大进展!揭示纤毛二联微管组装机制

我们的大部分细胞都含有不能移动的初级纤毛(primarycilium),即一类用于传递来自周围环境的信息的天线。一些细胞还具有许多用于产生运动的移动性纤毛。纤毛的“骨架”由二联微管(microtubu......

线粒体ADP/ATP载体转运ATP和ADP的分子机制

在一项新的研究中,来自英国剑桥大学、东安格利亚大学、比利时弗兰德斯生物技术研究所(VIB)和美国国家神经疾病与卒中研究所的研究人员发现了一种称为线粒体ADP/ATP载体(mitochondrialAD......