Cell：微管介导信号转导的结构基础

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

微管（Microtubule）是真核细胞的细胞骨架的重要组成部分，是由微管蛋白异源二聚体有序组装而成的中空管状结构。微管在细胞中提供结构支撑、维持细胞形态，还参与细胞内运输、细胞分裂和细胞运动，是多种抗癌药物的作用靶点。

此外，微管还参与信号转导调控，长期以来一直被认为是细胞内信号转导的上游介质，但其发挥这一基本功能的机制仍不清楚。

近日，瑞士保罗谢尔研究所的研究人员在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Structural basis of microtubule-mediated signal transduction 的研究论文。该研究揭示了微管介导的信号转导的结构基础。

在这项新研究中，研究团队确定了微管通过何种结构基础来调节鸟嘌呤核苷酸交换因子 H1（GEFH1），GEFH1 是 Ras 同源家族成员 A（RhoA）通路的关键激活因子。

研究团队证明了微管晶格的特定特征会与 GEFH1 的 C1 结构域结合，从而导致这种信号蛋白被隔离并失活。C1 的氨基酸残基的靶向突变会破坏这种相互作用，从而引发 GEFH1 释放并激活 RhoA 依赖性免疫反应。

在此基础上，研究团队发现，其他信号蛋白中也存在微管结合的 C1 结构域，包括其他鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和一种肿瘤抑制因子，并表明通过 C1 结构域进行的微管介导调节在 Ras 关联结构域蛋白 1A（RASSF1A）中是保守的。

该研究的核心发现：

• 微管与鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEF）、激酶、GTP 酶激活蛋白（GAP）和肿瘤抑制因子的 C1 结构域结合；

• 微管-C1 复合物的结构揭示了原纤维间的结合模式；

• C1 突变会破坏微管结合，影响信号蛋白功能；

• 该研究定义了微管作为时空信号传感器的结构基础

总的来说，这些研究结果为理解微管如何作为时空信号传感器发挥作用建立了结构框架，这些微管能够整合和处理多种信号通路，从而控制重要的细胞过程。

论文链接：

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