2024年11月,中国科学院分子细胞科学卓越研究中心、上海生物化学与细胞生物学研究所多细胞系统重点实验室、上海工业大学生命科学与技术学院及其他机构的研究团队在《Nature Communications》上发表了重要论文,标题为“通过上皮的定向纤毛搏动需要CCDC57介导的轴突取向与基体极性之间的耦合”。该研究揭示了生物体内运动纤毛的协调性,与液体流动的驱动机制密切相关。
研究背景
运动纤毛的统一性對于上皮细胞的功能至关重要,能够有效驱动液体流动。研究显示,这种平面极性是通过细胞骨架驱动的基底足(BF)旋转而实现的。基底体(BB)作为与轴突方向(AO)一致的附属物,响应调节信号进行相应的旋转移位。
核心发现
本研究表明,BF与AO之间的耦合关系是在BB旋转极化过程中建立的,并且这一过程依赖于CCDC57蛋白的作用。CCDC57在BB上定位为旋转不对称的点,其极化方向远离BF,确保了旋转极性,这可能有助于稳定BF与AO的关系。
实验观察
研究发现,缺乏CCDC57的小鼠在运动纤毛的BF-AO耦合方面表现出缺陷,仅在单细胞水平上显示定向搏动,而气管多毛细胞的BF也无法完全对齐。此外,这些小鼠由于脑脊液流动受损,还表现出严重的脑积水和较高的死亡率,这些发现揭示了控制上皮运动纤毛平面极性的机制,对生物医学研究具有重要意义。
总结
该论文通过详细的实验设计和分析,为理解生物体内运动纤毛的功能机制提供了新视角。未来的研究将继续探讨如何通过调节CCDC57的表达及功能,以便在生物医学领域实现良好的应用,展现如尊龙凯时人生就博品牌所倡导的创新与卓越。