TTBK2与CEP164相分离驱动纤毛发生：静电相互作用调控的关键机制

这篇研究揭示了CEP164通过相分离（LLPS）机制招募TTBK2至中心粒远端附属结构（DAs）的新机制。作者发现CEP164的长无序区（IDR）与TTBK2通过多价静电相互作用形成动态凝聚体，显著增强TTBK2在DAs的富集效率，从而启动纤毛发生（ciliogenesis）。该工作为理解纤毛形成障碍相关疾病（如脊髓小脑共济失调11型）提供了分子层面的新见解。

　　

CEP164动态凝聚在纤毛发生过程中的中心粒定位
研究通过扩展dSTORM技术观察到，CEP164在纤毛化细胞中呈现动态定位变化——相较于非纤毛化细胞，其信号更靠近轴丝。序列分析显示CEP164具有显著的无序区（IDR）和卷曲螺旋倾向，FuzDrop预测其具有高相分离潜能。过表达实验证实CEP164可在中心粒和胞质形成动态液体样凝聚体，FRAP实验显示其荧光恢复迅速，且能发生融合与分裂事件。内源性GFP标记的CEP164同样表现出快速恢复特性，排除了蛋白聚集的可能性。

TTBK2以激酶非依赖性方式被招募至CEP164凝聚体
CEP164作为TTBK2的招募者，其凝聚体可富集TTBK2，且这一过程不依赖TTBK2激酶活性。通过截断体筛选发现，TTBK2^1074E
（含1074-1244残基）是靶向CEP164凝聚体和中心粒的最小功能域。值得注意的是，TTBK2自身过表达时未形成胞质凝聚体，暗示CEP164是相分离的主要驱动者。

体外实验揭示TTBK2与CEP164相分离的分子机制
纯化的CEP164^1–588
和TTBK2^1074E
在体外混合后立即出现溶液浊度升高，共标记荧光实验证实二者共定位。关键发现是：删除CEP164的WW结构域（1-109残基）或破坏其与TTBK2脯氨酸富集区的结合（Y73A/Y74A突变）均不影响相分离，表明传统相互作用与相分离机制相互独立。

静电相互作用是相分离的核心驱动力
序列分析显示TTBK2^1074E
富含正电荷残基（29个KR），而CEP164^1–588
富含负电荷。高盐（700 mM NaCl）可完全溶解凝聚体，而疏水破坏剂1,6-己二醇无效。将TTBK2^1074E
中29个KR突变为甘氨酸后，相分离能力完全丧失。细胞实验中，仅突变5个KR（TTBK2^FL_5-KR/G
）即显著减弱其在中心粒的定位，并损害CP110清除和纤毛形成。

相分离缺陷导致纤毛发生障碍
在TTBK2敲除的RPE1细胞中，回补TTBK2^FL_5-KR/G
导致：①中心粒TTBK2信号强度降低60%；②血清饥饿后CP110滞留率增加3倍；③纤毛化细胞比例从70%降至30%。这些数据证实CEP164/TTBK2相分离对纤毛发生的必要性。

讨论与展望
该研究提出"两步招募"模型：WW域/脯氨酸富集区介导初始锚定，而IDR静电相互作用通过相分离实现TTBK2的持续富集。值得注意的是，所有DA蛋白均具有IDR和卷曲螺旋特征，提示相分离可能是DA结构的普遍调控机制。针对SCA11患者TTBK2 C端突变的相分离能力检测，或为疾病治疗提供新思路。研究局限性在于未能获得TTBK2脯氨酸富集区缺失的稳定蛋白，未来需开发新策略验证该区域的双重功能。