本文转自“生物探索”

γ-微管蛋白环复合物(γ-TuRC)是微管成核的主要因子。成核后，微管可以从γ-TuRC中释放出来，并被其他蛋白质(如CAMSAPs)稳定，但对负端调控途径之间的生化互扰知之甚少。

2024年2月29日，武汉大学姜恺及荷兰乌得勒支大学Anna Akhmanova共同通讯在Nature Cell Biology在线发表题为“CAMSAPs and nucleation-promoting factors control microtubule release from γ-TuRC”的研究论文，该研究发现CAMSAPs和成核促进因子控制微管释放γ-TuRC。该研究用纯化的成分在体外重建了这个过程。研究发现所有CAMSAPs都能与γ-TuRC连接的微管的负端结合。CAMSAP2和CAMSAP3修饰和稳定生长负端，而不是负端跟踪蛋白CAMSAP1，诱导微管释放γ-TuRC。

γ-TuRC相互作用物CDK5RAP2和微管生长调节剂CLASP2强烈刺激γ-TuRC依赖性微管成核，但只有CDK5RAP2抑制CAMSAP与γ-TuRC锚定负端的结合及其释放。CDK5RAP2还提高了含有γ-微管蛋白复合物对13-而不是14-原丝微管的选择性。细胞敲除和过表达实验表明，CDK5RAP2抑制CAMSAP2结合的微管的形成，这些微管与微管组织中心分离。该研究认为CAMSAPs可以从γ-TuRC释放新成核的微管，而成核促进因子可以通过差异调节这一过程。

动物细胞中的微管组织是细胞结构和极性的主要决定因素。这种组织在很大程度上取决于微管组织中心(MTOCs)的活性，这种结构可以使微管成核，并稳定和固定微管的负端。细胞中主要的微管成核因子是γ-微管蛋白环复合物(γ-TuRC)。γ-TuRC的定位和活性受多种因素控制，如augmin、pericentrin、CDK5RAP2和chTOG。

γ-TuRC也可以覆盖微管负端并参与其锚定，这可能需要额外的微管组织中心组分的帮助。另一种被充分研究的负端稳定和锚定途径依赖于CAMSAP或Patronin家族的成员。这些蛋白质专门识别游离的，无帽微管的负端，因为它们的特征结构域CKK结合在爆发的原丝之间的负端特异性位点上。CAMSAP2可以独立于γ-TuRC形成微管核。

在γ-TuRC覆盖的微管中，负端的原丝是直的；因此，它们不应该能够绑定到CAMSAP。然而，最近的研究表明，γ-TuRC是不对称的，其结构与13-原丝微管不完全匹配。这一发现提出了一种可能性，即γ-TuRC核微管可能没有完全附着在它们的模板上，并且一些原丝可能具有允许CAMSAP结合的爆发构象。此外，由于纯化的γ-TuRC的微管成核活性很低，刺激微管成核的潜在机制可能是改变γ-TuRC的构象，使其更接近微管结构。

CAMSAPs通过修饰生长中的微管负端导致γ-TuRC脱离（Credit: Nature Cell Biology）

该研究表明，在CAMSAP2或CAMSAP3存在的情况下，γ-TuRC的重复活性可以导致稳定的微管负端产生，这些负端不直接附着在它们的成核位点上。这种“交接”机制，可以影响通过有效地重复利用有限数量的微管成核位点来增加微管密度，可以直接由成核位点本身的组成来控制，因为不同的γ-TuRC活化剂可以不同地影响新生成的微管负端的命运。