在每个细胞内部，保存一张细小丝状物组成的网络，称为微管细胞骨架，它有助于维持细胞的形状，增进其破碎，并将主要物质从细胞的一部分传送到另一部分。这些形成网络的丝状结构称为微管，是一种中空管道，起着支架和传输轨道的作用。恒久以来，科学家们始终关注细胞怎样控制这些微管的形成，这是坚持细胞康健运作和破碎的要害。
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图片信息：微管成核剂 γ-微管卵白环复合物 （γTuRC）
近期，由巴塞罗那生物医学研究所的Jens Lüders 博士向导的团队与西班牙CNIO研究中心的Oscar Llorca博士向导的团队一起，在探索细胞怎样天生其内部支架的微管方面取得了主要希望。他们的研究效果揭晓在《Developmental Cell》期刊上，展现了卵白质CDK5RAP2怎样激活微管成核因子γ-微管卵白环复合体（γTuRC），这一历程关于细胞内部结构的组织和正常破碎至关主要。
“我们能够在体外重修微管成核因子γTuRC的激活历程，这是该项目乐成的要害，为sunbet冷冻电镜剖析提供了富足的优质质料。”巴塞罗那生物医学研究所微管组织与细胞增殖与分解实验室认真人Jens Lüders 博士体现。
“通过冷冻电镜视察单个分子的高区分率图像并使用神经网络算法处置惩罚这些信息，能够展现大型分子的运作机制。” 来自西班牙国家癌症研究中心的Oscar Llorca博士说道。
构建细胞的支架
微管就像脚手架结构，正如修建施工时一样，细胞需要将它们在准确的位置、偏向和时间组装。γTuRC起到装配微管初始部分的模板作用。
然而，γTuRC在其初始状态下并不完全适适用作模板，科学家们对其怎样转变为合适的形状以最先装配微管一直感应疑心。研究职员现在证实，CDK5RAP2在这一历程中施展了要害作用。它通过附着于γTuRC并刺激其活性，资助它形成更为对称、靠近微管的结构，从而提高微管成核的效率。若是没有这种激活，γTuRC将坚持差池称的形态，无助于微管的形成。
“CDK5RAP2就像一位项目司理，确保细胞的支架被准确构建。这一历程对细胞的生长和破碎至关主要。” 研究的第一作者，CNIO 和巴塞罗那 IRB 的研究职员 Marina Serna 和 Fabian Zimmermann诠释道。
先进成像手艺的实力
为了展现这一机制，研究团队使用了冷冻电子显微镜（cryo-EM），这是一种尖端手艺，使科学家能够捕获如γTuRC一类大分子复合物的高区分率图像。通过冷冻电镜，他们视察到CDK5RAP2怎样连系到γTuRC上并引发其结构转变。这些细节图像提供了对复合体怎样接纳微管样对称性的深刻看法。
使用冷冻电镜，他们视察到CDK5RAP2多个副本怎样围绕锥形的γTuRC外部连系，使其形成能够有用启动微管生长的结构。
研究还发明，在激活历程中，γTuRC频仍释放一种名为肌动卵白的卵白质，它通常保存于非激活状态的γTuRC内部。这种肌动卵白的释放可能对复合体形成更功效性的微管样结构具有主要意义。
只管这项研究展现了细胞是怎样构建其内部支架的要害办法的，但研究职员现在感兴趣的是，gTuRC 激活缺陷是否可能是由 CDK5RAP2 基因和编码 gTuRC 亚基的基因突变引起的某些有数神经发育障碍的基础。另一个主要问题是是否保存其他替换性 gTuRC 激活机制。这些看法将资助人们更深入地相识细胞怎样组装其微管细胞骨架，这是确定潜在机制并最终提供改善时机的先决条件。
杂志：Developmental Cell
DOI：10.1016/j.devcel.2024.09.001
