小鼠纤毛径向辐条3（RS3）作为代谢与调控枢纽的结构与功能解析

来自Zhao等的研究团队通过整合单颗粒冷冻电镜（cryo-EM）、冷冻电子断层扫描（cryo-ET）及蛋白质组学分析，揭示了小鼠呼吸纤毛中径向辐条3（RS3）的原子结构及其作为代谢枢纽的功能。研究发现RS3包含蛋白激酶A（PKA）、腺苷酸激酶（AKs）和苹果酸脱氢酶等关键酶，证实其通过维持三磷酸腺苷（ATP）供应调控纤毛运动，为纤毛病（ciliopathies）的机制研究提供了新视角。

　　

纤毛是以微管为基础的关键细胞器，参与感知、信号传导和运动调控。近期研究虽解析了多种纤毛复合体的原子结构，但全长径向辐条3（radial spoke 3, RS3）——这一传递机械化学信号以协调纤毛运动的保守复合体——的结构与功能仍不明确。

通过高分辨率冷冻电镜技术，研究者首次绘制出小鼠呼吸纤毛RS3的三维结构及原子模型，鉴定出其全部组分，包括调控代谢的核心酶：蛋白激酶A（PKA）亚基、腺苷酸激酶（adenylate kinases, AKs）和苹果酸脱氢酶（malate dehydrogenases）。尤为关键的是，实验证实AK7基因缺陷小鼠中RS3的缺失直接导致纤毛运动障碍，表明RS3通过AKs介导的ATP代谢维持纤毛持续摆动。

该研究将RS3定义为纤毛内的“代谢控制中心”，其动态调控ATP供应的机制为理解纤毛病（如原发性纤毛运动障碍）的发病机制提供了分子基础。冷冻电子断层扫描技术进一步揭示了RS3在原生纤毛环境中的空间构象，为后续靶向治疗策略的开发奠定了结构生物学基础。