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中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）鮑嵐組與上海高等研究院/廣東省智能科學與技術研究院張旭組合作，在Journal of Molecular Cell Biology（JMCB）上，在線發表了題為Microtubules composed of α4A undergo curved growth mainly mediated by its core structure的研究論文。該研究發現α微管蛋白亞型對微管形態具有重要的調節作用。
微管是構成細胞骨架的重要組分，參與細胞內物質運輸、細胞遷移、極性建立和形態維持等多種生命活動。微管是由α/β微管蛋白異二聚體組成的具有極性與一定剛性、韌性的中空管狀結構，其外徑約24nm。細胞中的微管具有多種多樣的形態和結構，例如，間期細胞中的放射狀分布、極性上皮細胞的柱狀分布、神經元生長錐的傘狀分布及分裂期的紡錘體分布等，這些形態分布對微管多種功能至關重要。
α微管蛋白和β微管蛋白在所有的真核生物中均有表達，并存在多種亞型。研究發現，人類中至少存在8種α微管蛋白亞型和9種β微管蛋白亞型，但它們在不同組織及發育過程中表達模式差異較大。此外，多種微管蛋白亞型基因的突變可以引起多種疾病，主要表現為神經系統發育異常。然而，科學家對于眾多的微管蛋白亞型，特別是α微管蛋白亞型對微管特性及功能的影響了解較少。
研究人員利用昆蟲細胞分別表達和純化了特定的微管蛋白亞型組合，即α1A/β2A、α1C/β2A和α4A/β2A。研究通過體外微管蛋白重組實驗發現，與α1A/β2A和α1C/β2A微管相比，α4A/β2A微管會發生彎曲生長。進一步構建α4A突變體，研究發現α4A第16位Met對于α4A/β2A微管發生彎曲生長是必須的。微管動態性分析發現，α4A/β2A微管生長速率與α1A/β2A微管相似，但顯著低于α1C/β2A微管，而其坍塌頻率卻與α1C/β2A微管相似，顯著低于α1A/β2A微管，這表明不同的α微管蛋白亞型對微管動態性具有調節作用。進一步，研究發現，相對而言，高濃度的Tau可以使彎曲生長的α4A/β2A微管變直。綜上，該研究發現不同的α微管蛋白亞型對微管形態具有重要的調節作用，為微管蛋白亞型對微管功能的調控提供了新依據。
研究工作得到國家自然科學基金和廣東省科技創新戰略專項基金項目的支持。
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