在完整初级纤毛中，鞭毛内运输颗粒可切换轨道并沿多条微管移动：解锁纤毛运输与信号转导奥秘

为解决初级纤毛中双向运输流如何管理的问题，研究人员开展了关于初级纤毛中鞭毛内运输（IFT）颗粒运动的研究。结果发现 IFT 颗粒可在微管间切换、同时与多条微管相互作用，这为理解初级纤毛中信号分子的正确分布提供了基础。

　　初级纤毛是基于微管的、长几微米且细 250 纳米的 “天线”，在脊椎动物细胞中负责转导众多信号通路。纤毛的形成、维持和功能发挥，需要高度特化的鞭毛内运输（IFT），它能在纤毛基部和顶端之间运输装满结构和信号分子的颗粒。一个主要挑战是确定沿纤毛的双向运输流是如何管理的。通过结合活细胞显微镜和连续切片电子断层扫描（SSET）技术，研究表明，单个颗粒能够在多条微管之间切换并相互作用，即使颗粒与部分微管的连接有所缺失，也能继续移动。这种结构排列解释了反向移动的颗粒在碰撞时，是如何解决潜在的缠绕问题的。在纤毛中，结构的动态平衡以及信号分子的正确分布，需要鞭毛内运输（IFT）颗粒在细长的纤毛轴内，持续进行顺向和逆向的货物运输。在运动纤毛的结构框架中，九条等长的微管双联体充当运输轨道，并且 IFT 颗粒优先与微管双联体的两个亚微管结合，这能防止反向移动的 IFT 颗粒发生碰撞。然而，这种机制并不适用于初级纤毛的结构，在初级纤毛中，九条微管双联体大多在纤毛轴内终止，只有几根以单微管形式延伸到纤毛顶端。研究显示，初级纤毛中的顺向和逆向颗粒与微管双联体的两个亚微管相互作用时没有明显偏好。它们可以切换微管，还可能同时与多条微管相互作用以促进自身移动。这种结构使得颗粒碰撞难以避免，活细胞记录显示，顺向和逆向颗粒在直接接触时往往会暂停。研究还发现，颗粒移动的速度在暂停后常常会发生变化。因此，初级纤毛中 IFT 颗粒的运动行为与运动纤毛中的不同，相关数据为理解初级纤毛中信号分子的正确分布提供了重要基础。