课题基金 / 基金详情

高等动物运动纤毛中央微管座的组分和功能研究

批准号:
32100551
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
陈青霞
学科分类:
细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈青霞

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
在高等动物体内如气管、脑室管膜以及输卵管等上皮组织,其多纤毛的周期性摆动可湿润、清洁气管、驱动脑脊液流动和受精卵运动。多纤毛发生和功能的异常可导致不孕、气管炎和脑积水等遗传缺陷。多纤毛是以轴丝的九组二联体微管和一对中央微管为核心形成精美、复杂的运动器械,但其精细结构的形成机理仍不清楚。中央微管是纤毛运动的传感器,申请人在前期研究中发现其底部存在一特殊的柱状结构,其中特异性地含有Cep131和非基体定位的Centrin。我们推测该结构很可能为其中央微管提供锚定和支撑,因此命名为“中央微管座”。我们构建了Cep131的基因敲除小鼠,发现其脑室多纤毛缺乏中央微管座,而且一部分纤毛失去了运动能力,提示该结构具有重要功能,且Cep131是其形成的关键蛋白质。本项目将在前期研究的基础上,对中央微管座这一自主发现的新结构的组分、形成机理和功能进行深入研究,扩展对运动纤毛结构、组装和调节机制的认识。
英文摘要
Epithelial tissues such as those in mammalian trachea, ependyma, and oviduct, the periodic beating of its multicilia can moisturize and clean the trachea, drive the ependymal flow and the movement of the fertilized egg. Abnormalities in biogenesis and function of multicilia can lead to genentic defects such as infertility, bronchitis and hydrocephalus. Multicilia are delicate motile machineries consisting of the “9 + 2” microtubule arrays and central pair (CP) microtubules, and how they are accurately assembled is poorly understood. The central pair microtubules is the sensor of ciliary motility. In the previous study, the applicant found a special columnar structure specifically containing Cep131 and non-basal body-oriented Centrin, was at the base of central pair microtubules. We speculate that this structure is likely to provide anchoring and supporting for central pair microtubules, which we term as “CP-foot”. We constructed Cep131 knockout mice and found that their ependymal cilia lacked CP-foot and partially multicilia lost motility, suggesting that this structure has important functions and that Cep131 is the key component for its formation. Based on the previous research, this project will conduct in-depth research on the composition, formation mechanism and function of the independently discovered new structure of CP-foot, and expand the understanding of the structure, assembly and regulation mechanism of motile cilia.
纤毛来回摆动需要一对中央微管,然而,中央微管的负末端是如何锚定在转接区之上的机制尚不清楚。我们的研究发现一个定位于动纤毛中央微管基部的富含Cep131 和Centrin的亚结构具有托举、锚定中央微管的功能并将其命名为CPF。CPF特异性地从脑室管膜细胞动纤毛的基体远端伸出,从中心穿过转接区并包裹中央微管的负端。CPF是由Centrin、Ccdc131和Ccdc148等多个蛋白质形成的、极性化的复合物结构,且具有进化保守性。Cep131缺失并不影响纤毛形成,但会导致中央微管落入转接区,并使部分纤毛丧失运动能力,引发小鼠出现晚发性脑积水。而且,敲除小鼠也出现明显的鞭毛结构异常和精子数量下降(弱精症)。该研究提出了动纤毛中央微管的支撑机制, 为深入揭示CPF的结构和功能奠定了基础,并有助于认识原发性纤毛运动障碍的致病机理。上述研究成果在国际知名期刊Journal of Molecular Cell Biology上发表。
国内基金
海外基金