The EMBO journal. 2017 oct.DOI:10.15252. IF=9.7 ，單位：中國科學院微生物研究所，中國科學院大學

【研究內容】

研究背景：微管作為一種高度動態的細胞骨架，在細胞周期運行、細胞分裂、細胞形態維持、細胞遷移等方面起至關重要的作用，但微管功能的行使需要進行切割，Katanin作為一類可以切割微管的微管相關蛋白，保守存在于動物和植物之間。由兩個亞基成，P60/KTN1和P80/KTN80。但活細胞中研究Katanin復合體對微管切割的精細調控機制尚未取得良好進展，且Katanin亞基p60/p80復合體的具體組成及結構也不十分清楚。

研究結果速讀：本研究通過構建了CRISPR/Cas9基因敲除載體并指導了后代轉化子的篩選鑒定，發現Katanin亞基缺失帶來擬南芥生長發育異常，這種發育異常是由微管的排列方式發生紊亂，微管切割能力缺陷所導致的。

（圖1）ktn80.1234四重突變體的生成，遺傳鑒定和表型分析

通過雙分子熒光互補以及體外IP相互作用產物質譜鑒定證明擬南芥中p80亞基KTN80和p60亞基KTN1呈異源二聚體形式存在于細胞質中，當發生微管切割作用時KTN80具有制導作用，可將KTN1-KTN80異源二聚體導向至微管切割位點，而p60亞基KTN1介導KTN1-KTN80異源二聚體的六聚體化，最終形成十二聚體的環狀超復合體，并識別特異的微管構象、完成切割，p60亞基執行切割功能。該研究首次在活細胞水平揭示了微管的切割機制，也為操控微管切割提供了新的思路及藥物設計新靶標。

（圖2）BiFC共聚焦圖像顯示KTN1和KTN80之間的強烈相互作用

（A），KTN80之間的沒有或非常弱的相互作用（B）；在無ATP制劑（C）或ATP（D）存在下KTN80-KTN1相互作用的免疫沉淀和質譜分析。

該研究首次在活細胞水平揭示了微管的精準切割機制，也為操控微管切割提供了新的思路及藥物設計新靶標。

（圖3）katanin復合物形成和活體擬南芥細胞中MT切斷的示意模型

青蓮百奧服務內容：LC/MS混合蛋白樣品鑒定，利用LC-ESI-MS/MS蛋白鑒定技術對膠條樣本（即SDS-PAGE樣本）、IP、co-IP、Pull-down等純化溶液等中等復雜樣本進行蛋白鑒定。

HPLC-MS/MS又叫高校液相色譜-質譜聯用技術，它以液相色譜作為分離技術，質譜作為檢測系統。樣品在質譜部分和流動相分離，被離子化后經過質譜法人質量分析器將離子碎片按質量數分開，經檢測器的到質譜圖，液質聯用體現了色譜和質譜的優勢互補，將色譜對復雜樣品的高分離能力，與MS具有高選擇性、高靈敏性及能夠提供相對分子質量與結果信息的優點結合起來，在藥物分析、食品分析和環境分析等許多領域的到了廣泛的應用。

參考文獻：

Chaofeng Wang et al., KTN80 confers precision to microtubule severing by specific targeting of katanin complexes in plant cells.The EMBO Journal.201