撰文丨王聰

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

微管（Microtubule）是真核細(xì)胞的細(xì)胞骨架的重要組成部分，是由微管蛋白異源二聚體有序組裝而成的中空管狀結(jié)構(gòu)。微管在細(xì)胞中提供結(jié)構(gòu)支撐、維持細(xì)胞形態(tài)，還參與細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸、細(xì)胞分裂和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)，是多種抗癌藥物的作用靶點(diǎn)。

此外，微管還參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控，長(zhǎng)期以來(lái)一直被認(rèn)為是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的上游介質(zhì)，但其發(fā)揮這一基本功能的機(jī)制仍不清楚。

近日，瑞士保羅謝爾研究所的研究人員在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Cell上發(fā)表了題為：Structural basis of microtubule-mediated signal transduction 的研究論文。該研究揭示了微管介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)確定了微管通過(guò)何種結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)來(lái)調(diào)節(jié)鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子 H1（GEFH1），GEFH1 是 Ras 同源家族成員 A（RhoA）通路的關(guān)鍵激活因子。

研究團(tuán)隊(duì)證明了微管晶格的特定特征會(huì)與 GEFH1 的 C1 結(jié)構(gòu)域結(jié)合，從而導(dǎo)致這種信號(hào)蛋白被隔離并失活。C1 的氨基酸殘基的靶向突變會(huì)破壞這種相互作用，從而引發(fā) GEFH1 釋放并激活 RhoA 依賴性免疫反應(yīng)。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，其他信號(hào)蛋白中也存在微管結(jié)合的 C1 結(jié)構(gòu)域，包括其他鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和一種腫瘤抑制因子，并表明通過(guò) C1 結(jié)構(gòu)域進(jìn)行的微管介導(dǎo)調(diào)節(jié)在 Ras 關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)域蛋白 1A（RASSF1A）中是保守的。

該研究的核心發(fā)現(xiàn)：

• 微管與鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和腫瘤抑制因子的 C1 結(jié)構(gòu)域結(jié)合；

• 微管-C1 復(fù)合物的結(jié)構(gòu)揭示了原纖維間的結(jié)合模式；

• C1 突變會(huì)破壞微管結(jié)合，影響信號(hào)蛋白功能；

• 該研究定義了微管作為時(shí)空信號(hào)傳感器的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)

總的來(lái)說(shuō)，這些研究結(jié)果為理解微管如何作為時(shí)空信號(hào)傳感器發(fā)揮作用建立了結(jié)構(gòu)框架，這些微管能夠整合和處理多種信號(hào)通路，從而控制重要的細(xì)胞過(guò)程。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01307-8