IFT-B复合物对纤毛虫细胞器的形成至关重要 | 水木视界iss.39

编者按

纤毛是一类衍生于中心体并突出于细胞表面的古老细胞器，广泛分布于自然界的真核生物中。在人体中，纤毛存在于几乎所有类型的细胞中。研究发现纤毛在多种生理过程中发挥功能，包括运动、知觉感知、信号传导和调控细胞周期等，对维持生物体的正常生理和发育至关重要。Esben Lorentzen实验室揭示了15个亚基IFT-B复合物的结构，为今后开发新药，对抗与纤毛构造缺乏有关的疾病奠定了基础。

"Researchers reveal the structure of the IFT-B complex, essential for formation of the cilium organelle"

Copyright@Lisbeth Heilesen, Aarhus University

纤毛是为真核细胞提供运动、感觉接收和胞内转导外部刺激的细胞器。它们由22种不同的双向运动蛋白质组装和维持，这些蛋白质组装成IFT-A和IFT-B复合体，由分子马达驱动。

纤毛在人体细胞中的构建失败导致纤毛症的综合征疾病，可表现为耳聋、失明、肥胖、器官位置颠倒、脑内液体积聚、肾脏形成囊肿、骨骼异常、多指症、不育和反复肺部感染。

虽然IFT蛋白的第一个结构分析在11年前就已发表，但较大的IFT复合体的完整结构解析一直受到技术困难的阻碍并带来很多挑战。IFT复合体具有高度柔性和多种构象，这可能是协调多种不同货物蛋白的相互作用所必需的。

现在，来自奥胡斯大学分子生物学和遗传学系Esben Lorentzen实验室的一个研究小组与来自欧登塞、德国和瑞士的研究小组一起，利用结构预测方面的最新进展，揭示了15个亚基IFT-B复合物的结构。该结果发表在EMBO杂志上。

这些新的结果使科学家们能够获得更多关于纤毛的知识，以便开发出新的药物，用来对抗与纤毛构造缺乏有关的疾病。

从结构预测到实验验证和生物影响

近乎完整的IFT-B复合物的结构模型代表了十多年来对纤毛形成机制研究的高潮。

IFT-B的结构显示了一个拉长的和高度柔性的复合体，与之前的低分辨率原位冷冻电子断层扫描重建的IFT蛋白聚合成的火车一致。有趣的是，新数据揭示了IFT-B复合物的两种构型，可能反映了双向驱动IFT火车所需的构象变化。

该研究小组的数据展示了一个结构框架，以了解IFT-B复合物的组装、功能和纤毛类疾病突变体。IFT54突变体小鼠不能形成纤毛，因此不能进行正常的胚胎发育，这突出说明了IFT对于纤毛的形成和机体的发育至关重要。因此，由IFT-B基因突变引起的纤毛症患者有望产生可行的IFT颗粒，至少支持一定程度的纤毛形成和功能。

研究人员在IFT-B结构上绘制了超过15个引起Bardet-Biedl综合征、短肋胸廓发育不良或窒息性胸廓萎缩的突出的纤毛疾病突变体。这些疾病突变体往往干扰IFT-B的稳定性和货物装载，特别是对于最严重的纤毛疾病。

水木未来丨视界iss.39Credit@Lisbeth Heilesen, Aarhus University

"Researchers reveal the structure of the IFT-B complex, essential for formation of the cilium organelle"