2020年10月29日,北京生物结构前沿研究中心欧光朔实验室在 The EMBO Journal 杂志发表了题为《纤毛内运输驱动蛋白的适度离轴运动调控感觉纤毛的结构和功能》(Optimal sidestepping of intraflagellar transport kinesins regulates structure and function of sensory cilia)的文章,报道分子马达在纤毛内的离轴运动和功能。
分子马达的离轴运动由Ron Vale在1987年在体外实验中发现的:动力蛋白沿微管的运动并不限制在特定的微管原丝上,而是在微管的13根原丝之间转换轨道。离轴运动本身指示力矩生成。后续的研究工作表明离轴运动在其他家族的分子马达中普遍发生,但是这些研究都是在体外系统完成的。离轴运动是否在体内发生,力矩生成有何生物学意义,一直是困扰细胞骨架研究领域多年的问题。
图1. IFT颗粒在纤毛内运输轨迹
近期,欧光朔和陈良怡实验室还利用超分辨成像发现膜骨架在纤毛膜上展示出200纳米的周期性分布,为理解纤毛的生物力学支撑提供思路,该工作于2019年发表在 PLOS Biology 。
论文的通讯作者是清华大学欧光朔和北京大学陈良怡教授,清华大学博士研究生解超、北京大学博士研究生李柳菊和清华大学博士后李明是该文章的共同第一作者。光镊实验由慕尼黑工业大学物理系Zeynep Okten实验室完成。本研究工作得到了清华-北大生命科学联合中心、科技部、国家自然科学基金委等相关机构的经费资助。