2013年7月8日，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院潘俊敏教授研究組在《美國*院刊》（PNAS）上在線發(fā)表了題為“Activation loop phosphorylation of a protein kinase is a molecular marker of organelle size that dynamically reports flagellar length”的研究論文，報(bào)道了蛋白激酶CALK在纖毛長(zhǎng)度調(diào)控體系中的作用，該工作證實(shí)細(xì)胞存在纖毛長(zhǎng)度感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自身纖毛長(zhǎng)度的主動(dòng)調(diào)控。
該工作發(fā)現(xiàn)CALK激酶活性調(diào)控關(guān)鍵位點(diǎn)T193磷酸化和纖毛長(zhǎng)度之間有密切關(guān)系，在纖毛組裝和解聚兩個(gè)過程中，T193位點(diǎn)磷酸化修飾比例都隨著纖毛長(zhǎng)度發(fā)生線性變化。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)纖毛長(zhǎng)度突變體和環(huán)境誘導(dǎo)的纖毛長(zhǎng)度異常的野生型細(xì)胞也有類似現(xiàn)象。該研究證實(shí)細(xì)胞存在纖毛長(zhǎng)度感知體系實(shí)時(shí)感受纖毛長(zhǎng)度，并可以將纖毛長(zhǎng)度信號(hào)轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)磷酸化修飾信號(hào)，反饋調(diào)控纖毛長(zhǎng)度。該工作對(duì)于細(xì)胞器大小調(diào)控具有普遍意義，說明細(xì)胞很可能廣泛的存在細(xì)胞器主動(dòng)感知系統(tǒng)，并主動(dòng)調(diào)控其自身細(xì)胞器體積來適應(yīng)細(xì)胞要求。
纖毛是真核生物一種保守的細(xì)胞器官，纖毛的缺陷會(huì)造成眾多的人類疾病和發(fā)育異常。因此研究纖毛長(zhǎng)度調(diào)控不僅可以解答細(xì)胞器大小調(diào)控這一基本的生物學(xué)問題，還可以為纖毛相關(guān)疾病的研究提供新的線索。纖毛長(zhǎng)度調(diào)控理論目前還存在很大的爭(zhēng)論，主要爭(zhēng)議點(diǎn)為纖毛長(zhǎng)度調(diào)控是細(xì)胞的主動(dòng)行為還是被動(dòng)行為。
這是潘俊敏教授研究組繼2011年在《Current Biology》上發(fā)表纖毛長(zhǎng)度調(diào)控研究后的又一重大發(fā)現(xiàn)，為細(xì)胞器大小調(diào)控理論提供了新的理論。該工作是由博士生曹木青同學(xué)為主，并與美國西南醫(yī)學(xué)中心共同合作完成。
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