细胞纤毛内转运蛋白(Intraflagellar transport,ift).doc

细胞纤毛内转运蛋白(Intraflagellar transport,ift)
刘贵勇1 陈鹏2 汪长东3 (通讯作者)
(1重庆市巴南区人民医院手足外科 401320)
(2广西大学农学院 530004)
(3重庆医科大学医学分子与肿瘤研究中心, 重庆医科大学生物化学与分子生物学教研室 400016)
【摘要】真核细胞的纤毛和鞭毛,包括原纤毛和运动纤毛,几乎分布在所有细胞的表面,是很保守的细胞结构。装配和维护这种广泛的细胞结构纤毛需要一种重要的转运蛋白,-细胞纤毛内转运蛋白(Intraflagellar transport,ift)。细胞纤毛内转运蛋白具有正向转运和逆向转运功能。最近研究发现,如果细胞纤毛内转
运蛋白缺陷,如突变IFt89 和IFt20等基因,将会导致人产生许多与纤毛相关的疾病。
【中图分类号】+5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2012)02-0138-02
纤毛和鞭毛就像细胞表面的触角一样,中间是微管形成的轴丝样结构,周围由细胞膜包裹。在纤毛的生成阶段,轴丝从纤毛的底部向远端生长,由于纤毛没有自生合成蛋白的能力,所以,纤毛必须将细胞浆内产生的蛋白从纤毛的底部转运到纤毛的顶部,同时,将细胞生存内环境的外界信息或者物质从纤毛顶部转运到纤毛的底部,这就使纤毛拥有正向转运和逆向转运的功能。纤毛行使双向转运功能的物质基础就是细胞纤毛内转运蛋白(ift)。本篇综述主要简要介绍纤毛的发现,组成细胞纤毛内转运蛋白的各种组成成分,以及细胞纤毛内转运蛋白双向转运的机制。另外,介绍最近的转基因动物表型分析,突变或者条件性konckdown细胞纤毛内转运蛋白相关基因后,产生与纤毛相关的疾病。
纤毛的发现
衣藻作为研究的一类模式生物,被很好的运用于研究细胞纤毛内转运蛋白的生物化学和分子遗传分析纤毛蛋白及其发生发展过程。用相差干涉显微镜第一次观察到纤毛内ift的转运过程,,从纤毛底部向纤毛顶部运动,中途不停止运动。相应的,观察到ift以4um/s的速度逆向转运[1]。透射电镜研究发现纤毛有两类结构,9+0 和9+2结构, 9+0是指纤毛由9对双微管形成的环形结构,由于环形结构中间缺少一对双微管,故没有运动功能,命名为原纤毛。9+2是指纤毛由9对双微管和中间一对双微管形成的环形结构,有运动功能,命名为运动纤毛,[2]。扫描电镜发现,一般的哺乳细胞运动纤毛有几百条,而原纤毛每个细胞均比较固定,一个细胞只有一条原纤毛[3]。
最新的研究发现,细胞原纤毛底部由gamma tubulin 组成,顶部由acetylated tubulin 组成,用特异性的抗gamma tubulin 和acetylated tubulin抗体和抗原特异性的结合,选择相应的带有不同荧光的二抗,在激光共聚焦显微镜下可以清晰的让细胞原纤毛成像,这样能更方便的研究影响纤毛的装配和维持的因素[4]。
组成IFT的蛋白
Ift具有双向转运功能,其一定要拥有一套特殊的装置,包括ift运动蛋白(kinesin-II和dynein),Ift转运单位(IFT particle subunits),以及被转运的分子(cargo molecules)。kinesin-