纤毛顶端中央微管对独特结构的解析揭示微管接缝结合蛋白SPEF1的关键作用

来自Legal等研究人员通过高分辨率冷冻电镜技术解析了纤毛顶端中央微管对(CP)的超微结构，首次发现7种稳定其特殊形态的新蛋白。研究表明，保守蛋白SPEF1通过特异性结合微管接缝实现双微管交联，并在体外实验中证实其显著增强微管稳定性。该成果为理解纤毛运动生物学及相关疾病机制提供了重要结构基础。

　　

能自主摆动的运动纤毛是细胞界的"分子马达"，其动力源自外周双联微管与中央微管对(central pair, CP)的精妙配合。这项突破性研究以嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)为模型，首次以近原子级分辨率揭示了纤毛顶端CP的精密构造。

研究人员发现7种新型顶端蛋白像"分子绷带"般缠绕在微管表面，其中TLP1和TLP2这两个含微管聚合促进蛋白(TPPP)结构域的蛋白，专门驻守在高曲率区域。特别是具有双TPPP结构域的TLP2，其超长分子链可横向包裹半个微管，宛如"生物桥梁"连接两个微管。

最引人注目的是保守蛋白SPEF1的独特功能——它像"分子订书机"般精准结合微管接缝(seam)，通过冷冻电镜断层扫描技术可见其体外仍保持这种特性。单分子实验证实SPEF1能显著增强微管稳定性，解释了其在维持纤毛轴丝完整性中的核心作用。这些发现为纤毛相关运动障碍疾病提供了新的治疗靶点。