研究揭示生物大分子凝聚態調控細胞命運可塑性

20日，記者從中國科學技術大學獲悉，該校細胞動力學教育部重點實驗室姚雪彪、劉行聯合團隊，闡明了EB1蛋白相分離調控紡錘體動力學與細胞分裂命運抉擇的物理化學機制，向解析生物大分子凝聚態調控細胞命運可塑性理論研究邁出了重要一步。研究成果于北京時間12月20日發表在國際學術期刊《自然-細胞生物學》雜志上。

細胞是生命活動的最小功能單元，細胞骨架是其區室化的物質基礎，參與細胞生長、細胞形態、細胞間信息交流與細胞選擇性應答胞外微環境的命運可塑性。國外學者在解析家族性直腸癌基因APC突變體功能易感性時發現了APC的重要調控蛋白EB1 。但是，EB1如何招募眾多的APC類蛋白（人類基因組顯示約有1000種含SxIP基序蛋白）與動態變化的β-微管蛋白結合，一直是細胞生物學、生物物理學與分子病理學未解答的問題。

中國科大細胞動力學研究團隊在解析細胞分裂微管動力學機制時，于2009年發現與克隆了一個新穎的EB1結合蛋白TIP150。TIP150含有典型EB1結合蛋白基序SxIP，負責招募微管解聚酶MCAK，在動態組裝微管的正末端形成催化區室。在此基礎上，研究團隊利用活細胞光敏定位超高分辨顯微成像與熒光蛋白互補策略，發現了柔性區域堿性氨基酸在EB1二聚化與調控微管動態性的功能。利用多色單分子分析、非天然氨基酸嵌入與三維類器官多維度成像等方法，聯合團隊揭示了EB1第66位賴氨酸動態巴豆酰化修飾與微管結合的動態調控機制，及其對細胞分裂紡錘體定向穩定性維系的作用機制。

研究人員發現了EB1蛋白在活細胞動態微管追蹤過程的液滴表征，利用基因編輯、物理化學模擬堿性氨基酸的豐度與間隔，并結合超高分辨成像，揭示了EB1蛋白的相分離特征與凝聚態物質基礎，解析了相分離驅動EB1蛋白的微管正端追蹤功能。