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水生所关于纤毛囊泡的形成与功能研究取得重要进展
作者: 龙欢 | 2016-12-08 | 浏览量:

  纤毛/鞭毛是保守的存在于真核细胞表面的细胞器,由微管和外面包裹的纤毛膜组成,执行着运动、感受及信号传递的功能。纤毛的功能异常会引起人类多囊肾、视网膜退化、脑积水、肥胖等纤毛病。近年来在模式生物衣藻和线虫中的研究表明,纤毛还具有分泌功能,可以以出芽的方式分泌小囊泡(ectosome)至细胞外,是细胞与细胞之间进行物质运输和信号交流的桥梁。然而,纤毛囊泡形成的分子机理以及是否存在其他的功能尚不清楚。 

  中国科学院水生生物研究所黄开耀学科组龙欢博士等利用衣藻为研究模型,成功分离了衣藻在营养生长过程中分泌的纤毛囊泡,并对其蛋白组分与纤毛膜的蛋白组分进行定量蛋白组学分析,结果显示纤毛囊泡虽然来源于纤毛膜,但却具有特异的蛋白组分,其中富含各种酶类,包括小GTPase、蛋白酶、激酶、泛素系统酶类等。除此之外,纤毛囊泡中还含有ESCRTendosomal sorting complex required for transport)相关蛋白PDCD6VPS4,将PDCD6与荧光蛋白融合后,实时成像观察到PDCD6随囊泡分泌的动态过程。 

  研究人员还建立了快速敏感的监控纤毛囊泡释放的方法,并证明纤毛囊泡的分泌参与调控纤毛解聚过程。敲降ESCRT相关蛋白后,纤毛解聚过程中囊泡的分泌量减少,纤毛解聚速度变慢,说明ESCRT蛋白通过调控纤毛囊泡的分泌来影响纤毛的解聚。本研究将纤毛囊泡的分泌与纤毛解聚过程关联起来,证明了纤毛解聚的过程不仅仅是通过IFT机制将纤毛蛋白运回细胞,同时还有一部分纤毛蛋白被包裹至囊泡中输送到细胞外,为进一步解析纤毛解聚的分子机理和纤毛中信号通路的调控找到了一个新的方向。 

  该研究成果“Comparative Analysisi of Ciliary Membranes and Ectosomes”已在线发表在Current Biology杂志上,文章链接: 

  http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)31140-X

 

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