《自然》：细胞保持形态之谜得解

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有机体的每种细胞都有其特定的尺寸和形态，这与它们发挥特定的功能有关。而一旦细胞不能保持固有形态，其功能就会受到损害，从而会给有机体带来一系列问题。近日，德国和荷兰科学家阐明了一个在细胞形成过程中发挥重要作用的分子机制。这一研究成果有助于深入理解细胞骨架和蛋白之间的关系。相关论文12月2日在线发表于《自然》（Nature）上。

每种细胞都有独特的形态，这主要是由细胞骨架决定。细胞骨架主要由蛋白纤丝构成，其中特别重要的是微管（microtubule），这是一种动力纤丝，不停地生长和收缩。微管的空间结构依赖于多种调节蛋白，其中有些只与微管的生长端（growing ends）发生作用，这些蛋白称为微管正极示踪蛋白（plus-end tracking proteins，+TIPs）。长期以来，科学家对于+TIPs怎样识别出微管生长端的动力学结构一直迷惑不解。

在最新的研究中，欧洲分子生物学实验室（EMBL）和荷兰原子与分子物理学研究所（AMOLF）的科学家发展了一种新的方法，使得人们能够同时在试管中研究多种微管正极示踪蛋白。

应用这一方法和荧光标记，研究人员在显微镜下观测发现，其中一种+TIPs识别出微管生长端的特定结构，并绑定在上面，这样就为另外两种+TIPs提供了装载平台。而另外两种+TIPs中的一种因为内在发动机的作用，能够沿着微管移动，这就有助于整个蛋白分子系统选择性地追踪微管生长端。

研究领导者之一、欧洲分子生物学实验室的Peter Bieling说：“我们新方法的巨大优势在于，它能被应用于其它各种与微管发生作用的蛋白。它是一种强大的方法，能够提升我们对于大量不同的微管末端示踪蛋白的理解，也有助于我们研究其中的机制和功能。”（科学网 梅进/编译）

（《自然》（Nature），doi:10.1038/nature06386，Peter Bieling，Thomas Surrey）
摘要：The microtubule cytoskeleton is essential to cell morphogenesis. Growing microtubule plus ends have emerged as dynamic regulatory sites in which specialized proteins, called plus-end-binding proteins (+TIPs), bind and regulate the proper functioning of microtubules1, 2, 3, 4. However, the molecular mechanism of plus-end association by +TIPs and their ability to track the growing end are not well understood. Here we report the in vitro reconstitution of a minimal plus-end tracking system consisting of the three fission yeast proteins Mal3, Tip1 and the kinesin Tea2. Using time-lapse total internal reflection fluorescence microscopy, we show that the EB1 homologue Mal3 has an enhanced affinity for growing microtubule end structures as opposed to the microtubule lattice. This allows it to track growing microtubule ends autonomously by an end recognition mechanism. In addition, Mal3 acts as a factor that mediates loading of the processive motor Tea2 and its cargo, the Clip170 homologue Tip1, onto the microtubule lattice. The interaction of all three proteins is required for the selective tracking of growing microtubule plus ends by both Tea2 and Tip1. Our results dissect the collective interactions of the constituents of this plus-end tracking system and show how these interactions lead to the emergence of its dynamic behaviour. We expect that such in vitro reconstitutions will also be essential for the mechanistic dissection of other plus-end tracking systems.