Cell：微管介導信號轉導的結構基礎

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

微管（Microtubule）是真核細胞的細胞骨架的重要組成部分，是由微管蛋白異源二聚體有序組裝而成的中空管狀結構。微管在細胞中提供結構支撐、維持細胞形態，還參與細胞內運輸、細胞分裂和細胞運動，是多種抗癌藥物的作用靶點。

此外，微管還參與信號轉導調控，長期以來一直被認為是細胞內信號轉導的上游介質，但其發揮這一基本功能的機制仍不清楚。

近日，瑞士保羅謝爾研究所的研究人員在國際頂尖學術期刊Cell上發表了題為：Structural basis of microtubule-mediated signal transduction 的研究論文。該研究揭示了微管介導的信號轉導的結構基礎。

在這項新研究中，研究團隊確定了微管通過何種結構基礎來調節鳥嘌呤核苷酸交換因子 H1（GEFH1），GEFH1 是 Ras 同源家族成員 A（RhoA）通路的關鍵激活因子。

研究團隊證明了微管晶格的特定特征會與 GEFH1 的 C1 結構域結合，從而導致這種信號蛋白被隔離并失活。C1 的氨基酸殘基的靶向突變會破壞這種相互作用，從而引發 GEFH1 釋放并激活 RhoA 依賴性免疫反應。

在此基礎上，研究團隊發現，其他信號蛋白中也存在微管結合的 C1 結構域，包括其他鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和一種腫瘤抑制因子，并表明通過 C1 結構域進行的微管介導調節在 Ras 關聯結構域蛋白 1A（RASSF1A）中是保守的。

該研究的核心發現：

• 微管與鳥嘌呤核苷酸交換因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和腫瘤抑制因子的 C1 結構域結合；

• 微管-C1 復合物的結構揭示了原纖維間的結合模式；

• C1 突變會破壞微管結合，影響信號蛋白功能；

• 該研究定義了微管作為時空信號傳感器的結構基礎

總的來說，這些研究結果為理解微管如何作為時空信號傳感器發揮作用建立了結構框架，這些微管能夠整合和處理多種信號通路，從而控制重要的細胞過程。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01307-8