近期,，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院史岸冰教授團(tuán)隊(duì)在國際著名生命科學(xué)期刊PLoS Genetics(五年最高影響因子9.54) 在線發(fā)表了囊泡循環(huán)運(yùn)輸研究新進(jìn)展,，論文標(biāo)題為“RAB-10促進(jìn)EHBP-1介導(dǎo)的管狀囊泡膜結(jié)構(gòu)與微絲骨架的橋連”(RAB-10 Promotes EHBP-1 Bridging of Filamentous Actin and Tubular Recycling Endosomes)，解析了管狀囊泡膜結(jié)構(gòu)的形成及維持過程中磷脂膜和細(xì)胞骨架的協(xié)同機(jī)制。此項(xiàng)研究歷時兩年半,，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士研究生王培香,、劉行為論文的共同第一作者,。
真核細(xì)胞內(nèi)吞轉(zhuǎn)運(yùn)對大分子,、胞外液體、脂膜和跨膜蛋白的胞內(nèi)分布及功能極為重要,，而內(nèi)吞轉(zhuǎn)運(yùn)過程中最欠缺了解的步驟是循環(huán)運(yùn)輸,。不同類型跨膜蛋白內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞后，很大一部分會經(jīng)由循環(huán)內(nèi)涵體(endocytic recycling compartment) 返回質(zhì)膜,，細(xì)胞發(fā)育,、細(xì)胞代謝、細(xì)胞遷移,、細(xì)胞分裂,、營養(yǎng)物質(zhì)吸收、免疫抗原呈遞和神經(jīng)元突觸可塑性等眾多細(xì)胞正常生命活動都依賴于正確的物質(zhì)分選和循環(huán)運(yùn)輸,。
循環(huán)運(yùn)輸是將內(nèi)吞物質(zhì)從內(nèi)涵體 (endosome) 送回質(zhì)膜和胞外的過程,。Ras超家族成員小GTP蛋白RAB-10是調(diào)控內(nèi)吞循環(huán)的核心因子，參與調(diào)節(jié)極性上皮細(xì)胞跨膜蛋白 (如葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體GLUT) 和神經(jīng)元突觸后跨膜蛋白 (如谷氨酸受體AMPAR) 的循環(huán)運(yùn)輸,。EHBP-1是RAB-10的效應(yīng)因子,，含有三個結(jié)構(gòu)域：N端NT-C2結(jié)構(gòu)域，中間的細(xì)胞骨架結(jié)合CH域 (calponin homology domain) 和C端螺旋-螺旋域,。課題組之前的研究證明EHBP-1通過其C端螺旋-螺旋域介導(dǎo)與RAB-10的結(jié)合,，但EHBP-1具體的功能機(jī)理尚不清楚。本研究發(fā)現(xiàn)EHBP-1通過NT-C2與富含磷脂酰肌醇 PI(4,5)P2 的內(nèi)膜結(jié)構(gòu)親和，并確定了NT-C2中介導(dǎo)膜親和的關(guān)鍵氨基酸,。EHBP-1中間CH結(jié)構(gòu)域能夠與微絲骨架結(jié)合,，且這種蛋白質(zhì)相互作用能夠被RAB-10(GTP) 所促進(jìn)。史岸冰教授團(tuán)隊(duì)在模式生物線蟲中的在體研究發(fā)現(xiàn),，RAB-10/EHBP-1調(diào)控系統(tǒng)的任一成員缺失都會導(dǎo)致貨物蛋白滯留在循環(huán)內(nèi)涵體,，且這些內(nèi)涵體無法形成正常的管網(wǎng)狀運(yùn)輸結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的研究證實(shí),，EHBP-1將內(nèi)涵體膜結(jié)構(gòu)與微絲骨架橋連起來以促進(jìn)形成管狀運(yùn)輸膜結(jié)構(gòu),，而活性態(tài)RAB-10(GTP) 調(diào)控了此過程,。此研究揭示了囊泡循環(huán)運(yùn)輸調(diào)控中多類型分子協(xié)同功能的細(xì)胞生物學(xué)新機(jī)制,。
該系列研究工作得到了中組部“計(jì)劃”、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助,，課題合作方為美國新澤西州立大學(xué)Barth D. Grant教授,。據(jù)悉，自2013年在我校獨(dú)立開展工作以來,，史岸冰教授團(tuán)隊(duì)與美國斯坦福大學(xué),、美國新澤西州立大學(xué)、美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校,、加拿大多倫多大學(xué)的相關(guān)團(tuán)隊(duì)開展協(xié)同合作,，利用國際標(biāo)準(zhǔn)模式動物秀麗線蟲作為研究系統(tǒng)，開展上皮細(xì)胞和神經(jīng)元中功能膜蛋白囊泡運(yùn)輸調(diào)控研究,，部分探索性工作已以華中科技大學(xué)為通訊作者單位分別發(fā)表在歐洲生物化學(xué)學(xué)會期刊FEBS Lett (Zhou et al., 2016) ,、Methods in Cell Biology (Shi et al., 2015) 、Small GTPases (Shi et al., 2013) ,。（文圖/尹燕華）
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