研究揭示生物大分子凝聚态调控细胞命运可塑性

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科技日报记者 吴长锋

20日，记者从中国科学技术大学获悉，该校细胞动力学教育部重点实验室姚雪彪、刘行联合团队，阐明了EB1蛋白相分离调控纺锤体动力学与细胞分裂命运抉择的物理化学机制，向解析生物大分子凝聚态调控细胞命运可塑性理论研究迈出了重要一步。研究成果于北京时间12月20日发表在国际学术期刊《自然-细胞生物学》杂志上。

细胞是生命活动的最小功能单元，细胞骨架是其区室化的物质基础，参与细胞生长、细胞形态、细胞间信息交流与细胞选择性应答胞外微环境的命运可塑性。国外学者在解析家族性直肠癌基因APC突变体功能易感性时发现了APC的重要调控蛋白EB1 。但是，EB1如何招募众多的APC类蛋白（人类基因组显示约有1000种含SxIP基序蛋白）与动态变化的β-微管蛋白结合，一直是细胞生物学、生物物理学与分子病理学未解答的问题。

中国科大细胞动力学研究团队在解析细胞分裂微管动力学机制时，于2009年发现与克隆了一个新颖的EB1结合蛋白TIP150。TIP150含有典型EB1结合蛋白基序SxIP，负责招募微管解聚酶MCAK，在动态组装微管的正末端形成催化区室。在此基础上，研究团队利用活细胞光敏定位超高分辨显微成像与荧光蛋白互补策略，发现了柔性区域碱性氨基酸在EB1二聚化与调控微管动态性的功能。利用多色单分子分析、非天然氨基酸嵌入与三维类器官多维度成像等方法，联合团队揭示了EB1第66位赖氨酸动态巴豆酰化修饰与微管结合的动态调控机制，及其对细胞分裂纺锤体定向稳定性维系的作用机制。

研究人员发现了EB1蛋白在活细胞动态微管追踪过程的液滴表征，利用基因编辑、物理化学模拟碱性氨基酸的丰度与间隔，并结合超高分辨成像，揭示了EB1蛋白的相分离特征与凝聚态物质基础，解析了相分离驱动EB1蛋白的微管正端追踪功能。

至此，联合团队阐明了EB1蛋白相分离调控纺锤体微管可塑性的物理化学机制，向解析生物大分子凝聚态调控细胞命运可塑性理论研究迈出了重要一步。 

（中国科大供图）

关键词： 细胞命运 生物大分子