周军课题组揭示纤毛稳态调控的新机制

日期：2020-07-21　　浏览次数：7349

本文来源：BioArt

O-乙酰氨基葡萄糖（O-GlcNAc）修饰是一种可以感受外界营养信号的蛋白质翻译后修饰，对环境中的葡萄糖浓度极为敏感。葡萄糖进入细胞后，会部分进入氨基己糖生物合成途径，生成UDP-GlcNAc，进而将糖基连接在蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上，调节蛋白质的生物学功能【1】。

 

2018年11月，南开大学生命科学学院周军教授课题组在Cell Research上发表文章Ciliary defects caused by dysregulation of O-GlcNAc modification are associated with diabetic complications，首次报导O-GlcNAc修饰这一细胞营养感受器与纤毛这一细胞天线之间的密切关系，并发现过高O-GlcNAc修饰所导致的纤毛缺陷可能是糖尿病并发症发生的一个新机制【2】。

 

近日，周军教授课题组在Protein & Cell在线发表题为O-GlcNAc transferase regulates centriole behavior and intraflagellar transport to promote ciliogenesis的论文，揭示了O-GlcNAc在纤毛稳态调控中的新机制【3】。

在本项研究中，周军教授课题组进一步研究了O-GlcNAc修饰对纤毛的调控及相关机制。发现在小鼠体内敲低O-GlcNAc转移酶（OGT）之后，眼睛、气管等多个部位出现纤毛缺陷。利用气管上皮细胞、视网膜色素上皮细胞等，发现抑制OGT活性或敲低其表达导致纤毛的数量减少和长度缩短，并在顶端出现异常隆起的小包。利用超高分辨荧光显微技术，发现OGT在基体/中心粒的外周呈现有规则的分布。

此外，发现抑制OGT之后，多纤毛发生过程中的中心粒复制这一环节受到影响，这在一定程度上阻碍了后续的纤毛发生。通过分析纤毛内运输（又称鞭毛内运输，IFT）关键蛋白质IFT88和IFT140的定位，发现抑制OGT活性导致它们在纤毛顶端的定位明显增加，表明其无法正常转运回纤毛基部，从而在纤毛顶端累计，形成异常的隆起。这些结果表明OGT可能通过O-GlcNAc修饰，调节中心粒行为与纤毛内运输，从而保证纤毛的发生和稳态。O-GlcNAc修饰的失调会导致多个器官出现纤毛缺陷，这一发现与人类疾病的关系尚待深入研究。

据悉博士生于凡是论文的第一作者，周军教授是通讯作者。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心朱学良研究员课题组和南开大学赵炜教授课题组参与了本项研究。

周军教授团队长期从事细胞骨架领域的研究，主要探讨微管结构在细胞分裂和运动中的动态行为、纤毛稳态的调控及其生理病理功能、肿瘤发生的微管相关机制与新型诊治策略等，陆续在国际学术期刊上发表了一系列论文。周军教授曾获得国家杰出青年科学基金、霍英东教育基金会青年教师基金、霍英东教育基金会青年教师奖一等奖、泰山学者学科领军人才、南开大学杰出教授等荣誉。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s13238-020-00746-2