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近年来,通过冷冻电子断层扫描(Cryo-ET)和原位交联质谱(in situ cross-linking mass spectrometry, XL-MS),研究人员对顺向IFT列车的结构有了深入了解。然而,逆向IFT列车的结构以及顺向列车向逆向列车的转换机制仍未得到充分揭示。逆向IFT列车在纤毛顶端的重组过程涉及IFT-A和IFT-B复合物的全局重排,这对于理解纤毛内双向运输的调控机制至关重要。
7月26日Cell的研究报道 Extensive structural rearrangement of intraflagellar transport trains underpins bidirectional cargo transport 通过使用冷冻电子断层扫描和原位交联质谱技术,首次详细解析了逆向IFT列车的三维结构。研究发现,逆向IFT列车围绕IFT-A复合物形成对称聚合物结构,而这种重组过程需要顺向列车在纤毛顶端的完全解体。通过比较顺向和逆向IFT列车的结构,研究揭示了两者在货物结合位点的构象变化,这些变化确保了在双向运输系统中实现单向货物运输的精确调控。
该研究为深入理解IFT系统的工作机制提供了新的视角,并为纤毛相关疾病的研究和治疗提供了潜在的理论基础。纤毛的正常功能依赖于IFT系统的精确调控,而IFT系统的结构和功能异常会导致多种纤毛病,如多囊肾病(polycystic kidney disease)、Bardet-Biedl综合症和Joubert综合症等。因此,揭示IFT列车的结构和转换机制,不仅有助于基础生物学研究,还具有重要的临床应用价值。
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