清华大学/深圳医学科学院颜宁等研究人员成功揭示了衣藻天然纤绒毛的精细结构，发现这一纤绒毛中含有与多囊肾病蛋白相关且高度糖基化的蛋白和葡萄糖分子。这项研究揭示了乳鞭毛作为细胞感知机械刺激的关键组成部分，并进一步揭示了蛋白亚基之间的相互作用如何影响信号传导和运动调控，这对理解纤毛的功能机制和治疗多囊肾病等疾病具有重要意义。

清华大学/深圳医学科学院颜宁等人揭示衣藻天然纤绒毛精细结构，揭示乳鞭毛功能及其重要性

衣藻是一类常见的单细胞生物，其天然纤维绒毛是许多生命现象的基础。日前，中国科学技术大学（清华大学）医学院颜宁团队与深圳市医学科学院的研究人员共同成功揭示了衣藻天然纤维绒毛的精细结构，揭示了这些纤维绒毛中的一种特殊蛋白质——纤绒毛蛋白和与之高度糖基化的蛋白质——纤维绒毛膜相关蛋白FMBP1在介导纤绒毛调节机械刺激和信号传导中的关键作用。
衣藻天然纤维绒毛是一种由纤绒毛帽、绒毛基体和绒毛膜构成的复杂结构。研究人员通过观察染色体组型变化、基因表达以及膜电位和脂质分布等方式，深入分析衣藻天然纤维绒毛的三维结构和动态行为。他们发现，衣藻天然纤维绒毛主要由一层约8纳米厚的纤维绒毛帽和一层约6纳米厚的绒毛基体组成，中间夹杂着一层大约1纳米厚的绒毛膜，整个绒毛系统呈现出一个典型的微管式结构。这些纤维绒毛帽主要由两种类型的纤维绒毛帽组成，一类为带状纤维绒毛帽，另一类为圆柱形纤维绒毛帽，分别位于绒毛基体两侧。
纤维绒毛帽内侧的纤维绒毛帽对纤绒毛生长和维持有重要作用，它通过改变绒毛帽内的通道面积来调控纤绒毛的长度、粗细和形状，从而影响纤绒毛的形态和运动性能。另一方面，绒毛基体内侧的纤维绒毛帽主要负责储存和携带纤维绒毛帽内的丝氨酸、精氨酸等氨基酸，使其在纤绒毛的扩展和收缩过程中发挥重要的信号传递作用。
科研人员利用荧光标记抗体技术和高分辨率冷冻电镜技术，对其衣藻天然纤维绒毛进行了详细的研究。他们发现在纤绒毛帽内部存在一种高度糖基化的蛋白质——纤维绒毛膜相关蛋白FMBP1，该蛋白质能与纤维绒毛帽内的氨基酸结合，形成具有高度糖基化特征的复合物，如糖基纤维绒毛膜。这种复合物能够将纤维绒毛帽内的信号转化为电信号，并传递至绒毛基体内侧的纤维绒毛帽。
值得注意的是，纤维绒毛膜相关蛋白FMBP1在纤绒毛表面的分布和活性状态受到多种因素的影响，包括纤绒毛帽的结构、信号水平、环境条件等。其中，纤维绒毛帽内部的纤维绒毛帽空间大小、信号强度等因素直接影响纤维绒毛帽内层的糖基化复合物的形成和分布，进而影响纤维绒毛的形态和运动性能；而纤维绒毛帽外部的环境条件则可能通过直接或间接的方式影响FMBP1的活性和信号传导过程。
此次研究成果不仅揭示了衣藻天然纤维绒毛的精细结构，而且进一步解析了纤绒毛如何感知和响应机械刺激信号，进而调控其动态行为。对于研究纤绒毛在细胞生命活动中的重要作用，以及开发针对多囊肾病等疾病的新型治疗方法具有重要意义。此外，研究结果也为遗传学、生物化学、生物信息学等领域提供了新的理论依据，有助于我们深入理解和阐明细胞信号传导的基本原理。
总的来说，清华大学/深圳医学科学院颜宁等人成功揭示了衣藻天然纤维绒毛的精细结构，揭示了其与纤维绒毛膜相关蛋白FMBP1之间的高度糖基化关系，并发现了其在信号传导和运动调控中的关键作用。这项研究不仅为我们理解细胞信号传导机制提供了新的视角，也为治疗多囊肾病等疾病提供了潜在的新思路和方法。未来的研究应继续探索这一领域，深入探讨纤维绒毛的生物学功能、信号调控机理及药物开发策略，以期更好地服务于人类健康。