重要知识点——纤毛如何启动纳米马达

　　

细胞有一些纤细的突起，它们被称为纤毛（cilia），大多数人从来没有听说过它们，但每个生命个体都需要它们——纤毛让精子移动，保护肺部以及影响胚胎器官分化。

慕尼黑工业大学（Technical University of Munich，TUM）的研究人员重建了负责纤毛运输的蛋白质复合体，揭示它们对纤毛功能的决定性作用。

鞭毛虫（flagellates）和精子等真核细胞纤毛结构可以确保细胞移动到达正确位置。TUM物理系生物物理学家Zeynep Ökten博士说：“纤毛的多功能性非常迷人。”

近年来，纤毛的信号转导已被科学家阐明。“但是我们却对控制纤毛各种功能的生化进程一知半解。”

绿色焦点

一块玻璃片，上面朝光的一面有一些充满液体的毛细血管，这些透明的液体只在荧光显微镜下才能呈现出奇妙的一幕：荧光染料标记的化合物（绿点）都朝着一个方向运动。像一条条高速公路，运输蛋白沿着纤毛的细小通道迁移，驱动它们的“引擎”是如何启动的？至今这仍然是一个谜。

Zeynep Ökten和她的团队决定重新组建这些蛋白质复合体，寻找内在原因。

自下而上

蛋白复合体的构建体来自模式生物线虫，线虫利用纤毛寻找食物和洞察危机。生物学家已经鉴定出了许多影响线虫纤毛功能的蛋白质。

“经典的‘自上而下’的研究方法已经达到了它的极限，因为涉及太多构建块以至于问题变得越来越复杂，”Ökten解释。“为了解鞭毛内运输（intra-flagellar transport, IFT），我们采取了相反的方法，‘自下而上’地研究个体蛋白及其相互作用。”

他们的工作类似于在大海中捞针，各种各样的蛋白质都很值得怀疑。经过几个月的筛选，研究人员偶然发现当4种蛋白质融合为一个复合体后，它们开始在载玻片上的毛细管中迁移。

“当我们看到荧光显微镜的这组图像时，我们马上意识到：我们找到启动引擎的关键部分了，”Ökten回忆。“如果缺失其中一个基因，机器随之失效。鉴于纤毛的重要性，这可以解释一系列严重疾病。”

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原文检索：Reconstitution reveals motor activation for intraflagellar transport
Nature, vol. 557, p 387-391 (2018) - DOI: 10.1038/s41586-018-0105-3

（生物通：伍松）