中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）研究員朱學良研究組最新研究成果以Fibrogranular materials function as organizers to ensure the fidelity of multiciliary assembly為題，在線發表在Nature Communications上。該研究揭示出多纖毛細胞特有的亞細胞結構-纖維狀顆粒物（fibrogranular materials）作為組織者對動纖毛的精確組裝起重要調控作用。
多纖毛細胞是一類終末分化的上皮細胞，表面長有多至數百根的運動纖毛（motile cilia），在高等動物體內主要分布于氣管、腦室管膜及輸卵管等上皮組織，其纖毛的周期性擺動可以濕潤、清潔氣管，驅動腦脊液流動和受精卵運動。運動性多纖毛細胞不僅需要通過搖籃體（deuterosome）介導形成大量特化的中心粒作為纖毛的基體，還需要形成復雜、精致的運動結構。多纖毛發生和功能的異常可導致氣管炎、腦積水等多種遺傳疾病。運動纖毛含有數百種蛋白質組分，在多纖毛細胞分化過程中被大量合成。它們依靠純粹地自發組裝還是有特定的方式歸類貯存、按需使用，仍不清楚。
纖維狀顆粒物是一種僅出現于高等動物多纖毛細胞的亞細胞結構，盡管在上世紀60年代的電鏡研究中已被發現，但其組成與功能仍有待探索。結合蛋白組學、超高分辨率顯微成像、活細胞高速顯微成像和多種電鏡技術，朱學良研究組科研人員發現，纖維狀顆粒物是由Pcm1相分離形成的具有液體特征的大型（直徑可達2微米）、動態的無膜細胞器，黏附搖籃體，且在其桑果狀結構中大量富集了特定的基體和纖毛的結構蛋白質，這些組分在纖毛發生的不同階段定位到基體和纖毛中。人為敲低Pcm1的蛋白水平，不僅使多纖毛細胞無法形成纖維狀顆粒物，而且導致搖籃體數目、大小和分布異常。盡管這些細胞最終形成的纖毛數目與對照細胞無異，其纖毛和基體的超微結構卻出現明顯缺陷，導致纖毛擺動方式和能力嚴重異常。進一步分析發現，在纖維狀顆粒物中富集的組分提前定位到了基體，并且纖毛中央微管基部的結構顯著延長，說明它們組裝的時間順序性被打破，從而影響運動纖毛結構的精確性和功能。因此，纖維狀顆粒物在多纖毛細胞分化過程中行使組織者的功能，既作為纖毛相關組分的貯藏室，又黏附搖籃體、富集于新生纖毛基部附近，保證運動纖毛精細結構組裝的有序性和正確性。