水生所關於纖毛囊泡的形成與功能研究取得重要進展

水生所關於纖毛囊泡的形成與功能研究取得重要進展

中國科學院2016-12-08

纖毛/鞭毛是保守的存在於真核細胞表面的細胞器，由微管和外面包裹的纖毛膜組成，執行著運動、感受及信號傳遞的功能。纖毛的功能異常會引起人類多囊腎、視網膜退化、腦積水、肥胖等纖毛病。近年來在模式生物衣藻和線蟲中的研究表明，纖毛還具有分泌功能，可以以出芽的方式分泌小囊泡（ectosome）至細胞外，是細胞與細胞之間進行物質運輸和信號交流的橋樑。然而，纖毛囊泡形成的分子機理以及是否存在其他的功能尚不清楚。

中國科學院水生生物研究所黃開耀學科組龍歡博士等利用衣藻為研究模型，成功分離了衣藻在營養生長過程中分泌的纖毛囊泡，並對其蛋白組分與纖毛膜的蛋白組分進行定量蛋白組學分析，結果顯示纖毛囊泡雖然來源於纖毛膜，但卻具有特異的蛋白組分，其中富含各種酶類，包括小GTPase、蛋白酶、激酶、泛素系統酶類等。除此之外，纖毛囊泡中還含有ESCRT（endosomal sorting complex required for transport）相關蛋白PDCD6和VPS4，將PDCD6與熒光蛋白融合後，實時成像觀察到PDCD6隨囊泡分泌的動態過程。

研究人員還建立了快速敏感的監控纖毛囊泡釋放的方法，並證明纖毛囊泡的分泌參與調控纖毛解聚過程。敲降ESCRT相關蛋白後，纖毛解聚過程中囊泡的分泌量減少，纖毛解聚速度變慢，說明ESCRT蛋白通過調控纖毛囊泡的分泌來影響纖毛的解聚。本研究將纖毛囊泡的分泌與纖毛解聚過程關聯起來，證明了纖毛解聚的過程不僅僅是通過IFT機制將纖毛蛋白運回細胞，同時還有一部分纖毛蛋白被包裹至囊泡中輸送到細胞外，為進一步解析纖毛解聚的分子機理和纖毛中信號通路的調控找到了一個新的方向。

該研究成果「Comparative Analysisi of Ciliary Membranes and Ectosomes」已在線發表在CurrentBiology雜誌上，文章鏈接：