细胞骨架在真菌顶端生长中的多重作用机制：来自构巢曲霉的启示

本研究聚焦真菌顶端生长这一核心生物学过程，通过系统解析构巢曲霉（Aspergillus nidulans）中微管（microtubule）和微丝（actin microfilament）细胞骨架网络的协同机制，揭示了驱动囊泡运输的分子马达（如kinesin、dynein和myosin V）及其适配体的调控规律，阐明了RAB11介导的外泌（exocytosis）与肌动蛋白斑（actin patches）介导的内吞（endocytosis）动态平衡对Spitzenk?rper（顶端体）功能的支撑作用，为理解真菌侵袭性生长和病原性提供了理论框架。

　　

真菌的顶端生长如同自然界精妙的工程奇迹——通过持续不断的囊泡运输与膜融合，菌丝能以每分钟数微米的速度延伸，穿透坚硬基质甚至宿主组织。这一过程在病原真菌感染和工业发酵中至关重要，但其背后的细胞骨架调控机制长期笼罩在迷雾中。2024年正值Spitzenk?rper发现百年之际，来自美国堪萨斯大学和西班牙国家生物技术中心的研究团队在《Fungal Genetics and Biology》发表综述，系统梳理了构巢曲霉中微管与微丝网络协同驱动顶端生长的分子图谱。

研究采用活细胞成像、基因敲除和生化分析等技术，结合跨物种比较（包括酿酒酵母、粟酒裂殖酵母等模型），重点解析了囊泡运输的时空动态特征。通过构建温度敏感突变体，研究人员追踪了分子马达在极端生长条件下的功能补偿机制。

【微管在囊泡长程运输中的关键作用】
研究发现微管通过正端定向驱动蛋白KinA（kinesin-1型）和UncA（kinesin-3型）实现囊泡的定向输送，而dynein马达负责将kinesin从顶端回收。微管解聚剂苯菌灵（benomyl）的靶向实验证实，该运输系统破坏会导致生长停滞。

【肌动蛋白的双重功能】
肌动蛋白微丝不仅通过myosin V浓缩携带v-SNARE的囊泡至Spitzenk?rper，其动态聚合波还与Ca²⁺内流调控的外泌脉冲存在时空耦合。激光显微切割显示，actin patches形成的"内吞颈圈"是顶端膜循环的关键位点。

【分子马达的适配体调控】
有限的马达蛋白（仅3种myosin和2种kinesin）需要精确区分百余种 cargo，研究揭示了Rab GTPase和磷酸肌醇通过效应蛋白（如RAB11效应体）充当"分子邮政编码"的机制。特别值得注意的是，myosin-1被证明能直接结合PI(4,5)P₂，实现内吞斑的精准定位。

【细胞骨架协同模型】
在RAB11通路中，kinesin-3先将囊泡输送至亚顶端区，再由myosin V完成"最后一公里"投递。这种接力运输解释了为何双系统抑制剂处理比单系统抑制产生更严重的生长缺陷。

这项研究不仅完善了"顶端生长装置"的理论框架，其揭示的膜运输原理更对开发抗真菌药物具有启示意义。例如，针对myosin V与Rab11的互作界面设计抑制剂，可能特异性阻断病原真菌的侵袭性生长。作者同时指出，关于Spitzenk?rper如何整合力学信号与化学信号这一"百年之问"，仍需发展超高分辨活体成像技术来解答。