近日,中國科學技術大學姚雪彪教授領導的細胞遷移與腫瘤轉移動力學科研團隊利用功能蛋白質組學、結構生物學及納米尺度生物光子學研究手段,鑑定了一個新的微管正端跟蹤蛋白DDA3,並深入解析了其在微管動力學調控及細胞遷移中的生物學功能。這一成果發表在5月8日自然出版集團的Scientific Reports(《科學報告》)上。
自1997年第一個微管正端跟蹤蛋白被鑑定以來,因其獨特的分子特性和生物學功能,一直是細胞生物學研究的熱點之一。然而人們對微管正端跟蹤蛋白的在細胞動力學調控方面的分子機制仍然不是很清楚。該實驗在解析細胞增殖調控蛋白質作用網絡的研究中,發掘並鑑定了一系列微管正端跟蹤蛋白和翻譯後修飾對正端跟蹤蛋白動力學特徵的調控機制。
最新研究揭示:DDA3是一個依賴於EB1的獨特的微管正端跟蹤蛋白,其通過SxIP序列結合核心蛋白EB1。DDA3通過調節細胞皮層附近的微管正末端的動態性,調控細胞的定向遷移。微管正端跟蹤蛋白DDA3將微管的動態性與細胞的定向遷移聯繫了起來。此外,DDA3與EB1的結合受到EB1乙醯化的調節,EB1的這種翻譯後修飾是細胞遷移中DDA3的潛在調控機制。該工作首次揭示了乙醯化是細胞遷移中微管正端跟蹤蛋白與微管結合的重要調控機制,為細胞遷移中信號轉導通路的研究開闢了新的方向。
在論文中該研究組還組建了基於全內反射螢光顯微術(TIRF)的納米尺度微管正末端跟蹤系統,為系統地研究微管結合蛋白的動力學特徵奠定了獨特的高內涵技術平臺。
微管正端跟蹤蛋白的異常與多種病理生理有關,包括腫瘤,感染,心血管疾病等。對微管正端跟蹤蛋白及微管動力學的研究不僅能揭示不同生命活動中微管動態性調節的分子機制,同時為校正微管正端跟蹤蛋白異常相關疾病的幹預提供理論基礎及技術平臺。
該論文的第一作者為中國科大生命科學學院博士生張良餘和邵恆熠。
研究得到了科技部、中科院、國家自然科學基金委和安徽省科技廳等項目資助。