课题基金基金详情
哺乳动物动纤毛中央微管组装的分子机制研究
结题报告
批准号:
31771495
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
鄢秀敏
学科分类:
C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑建群、陈雅文、李凡、刘浩、高琪
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
运动纤毛/鞭毛是一种高度保守的毛发状结构,它的轴丝主要由9+2的微管组成。目前的研究认为在纤毛运动过程中,中央微管产生运动的初始信号,通过辐射轴传递到动力蛋白臂,调控纤毛摆动。中央微管的结构和功能缺陷都会影响纤毛运动,导致原发性纤毛运动障碍综合征。虽然目前通过对衣藻的中央微管的研究,我们对中央微管的功能和组成有了一定的了解,但是中央微管的组装机制仍不清楚。此外,目前的研究也提示哺乳动物动纤毛的中央微管组装的分子机理与衣藻有很大的不同。在我们的前期研究中,我们发现了哺乳动物动纤毛中央微管发生必需的基因,wdr47,它的敲除导致动纤毛中央微管缺失,纤毛运动异常。以wdr47及其基因敲除小鼠为切入点,本项目将筛选哺乳动物中央微管组装及其功能相关的重要基因,深入研究中央微管组装的分子机理。
英文摘要
Motile cilia/flagella are evolutionarily conserved hair-like structures and their axonemes are composed of 9+2 microtubules. It is believed that the central apparatus generates the initiate signals and transmits them to dynein arms through interaction with radial spokes and subsequently the dynein arms slide along the adjacent MT doublets to generate the cilia motility. Therefore, defects in both structure and function of the central apparatus affect cilia beating and cause primary ciliary dyskinesia, an autosomal recessive disorder. The studies from Chlymodomonas give an insight into the structure and components of the central apparatus, however, the molecular mechanism underlying central apparatus assembly remains elusive. Furthermore, various studies also reveal the significant differences in the assembly of the central apparatus between Chlamydomonas and mammals. In our previous studies, we identified a WD40 and LisH motif containing protein, wdr47, which plays a critical role in the assembly of the central pair of MTs. Knockout of wdr47 results in loss of the central pair of MTs and change of cilia beating patterning. In this proposal, we will screen for the key gene(s) functioning in the assembly of the central apparatus and explore its/their function and relationship(s) between these genes and wdr47. Finally, we will uncover the underlying molecular mechanism of the central apparatus assembly in mammals.
动纤毛广泛分布在哺乳动物的脑室膜、气管和输卵管等上皮细胞表面,通过纤毛摆动在脑脊液循环、呼吸道清理以及卵子输送中起关键作用。动纤毛的轴丝一般由9组二联管和一对中央微管组成。由于中央微管产生纤毛运动的初始信号,因此中央微管的结构和功能缺陷会影响纤毛运动,导致原发性纤毛运动障碍综合征。虽然中央微管非常重要,但是它的形成和维持机制并不清楚。通过本项目的研究,我们发现Wdr47及其结合蛋白质Camsap1-3是调控哺乳动物动纤毛中央微管形成的核心因子。Wdr47敲除会导致中央微管缺失和动纤毛的摆动方式改变。Wdr47与微管结合蛋白质Spef1以及微管负端结合蛋白质家族成员Camsap1-3相结合并共定位于中央微管。进一步的机制研究发现,在中央微管形成过程中,微管剪切蛋白质复合物Katanin剪切外周微管提供微管种子,Camsaps稳定微管种子,而Wdr47将Camsps及其结合的微管招募到轴丝的中央腔,形成中央微管(Nat Commun,2021a)。在中央微管形成后,Spef1和Wdr47结合并定位到中央微管,起到稳定中央微管的作用(J Mol Cell Biol,2019)。除了Spef1,中央微管的稳定性还受到辐射轴头部蛋白质Rsph9 (Biol Cell,2018)和纤维状颗粒(Nat Commun,2021b)的调控。此外,Wdr47和Camsap1-3还对神经元极化有重要调控作用(Cell Rep,2020)。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Microtubule-bundling protein Spef1 enables mammalian ciliary central apparatus formation
微管成束蛋白 Spef1 促进哺乳动物纤毛中央装置的形成
DOI:10.1093/jmcb/mjy014
发表时间:2019
期刊:Journal of Molecular Cell Biology
影响因子:5.5
作者:Zheng Jianqun;Liu Hao;Zhu Lei;Chen Yawen;Zhao Huijie;Zhang Wei;Li Fan;Xie Lele;Yan Xiumin;Zhu Xueliang
通讯作者:Zhu Xueliang
Fibrogranular materials function as organizers to ensure the fidelity of multiciliary assembly.
纤维颗粒材料充当组织者,确保多纤毛组装的保真度
DOI:10.1038/s41467-021-21506-8
发表时间:2021-02-24
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Zhao H;Chen Q;Li F;Cui L;Xie L;Huang Q;Liang X;Zhou J;Yan X;Zhu X
通讯作者:Zhu X
Rsph9 is critical for ciliary radial spoke assembly and central pair microtubule stability
Rsph9 对于睫状径向辐条组装和中心对微管稳定性至关重要
DOI:10.1111/boc.201800060
发表时间:2019
期刊:Biology of the Cell
影响因子:2.7
作者:Zhu Lei;Liu Hao;Chen Yawen;Yan Xiumin;Zhu Xueliang
通讯作者:Zhu Xueliang
Wdr47, Camsaps, and Katanin cooperate to generate ciliary central microtubules.
Wdr47、Camsaps 和 Katanin 合作生成睫状中央微管
DOI:10.1038/s41467-021-26058-5
发表时间:2021-10-04
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Liu H;Zheng J;Zhu L;Xie L;Chen Y;Zhang Y;Zhang W;Yin Y;Peng C;Zhou J;Zhu X;Yan X
通讯作者:Yan X
纤毛内原位蛋白质翻译及其功能与机理的研究
RabL在纤毛相关信号转导中的功能研究
TTC蛋白质家族在纤毛发生中的功能及作用机理
非编码小RNA在纤毛形成中的作用研究
对虾白斑综合症病毒极早期基因在病毒感染中的作用研究
国内基金
海外基金