2023年6月22日，复旦大学生命科学学院市川宗严青年研究员受邀在Cell《细胞》杂志上发表了题为《Tektin makes a microtubule a ‘micropillar》（《筑丝蛋白使得微管成为“微柱”》）的Preview文章。
微管是一种在真核细胞中由微管蛋白组成的细胞骨架。细胞质中的微管由13排被称为原纤丝(Protofilament, PF)的微管蛋白组成，总体上形成内径15纳米，外径25纳米的管状结构。微管还是纤毛和鞭毛的结构基础。纤毛和鞭毛是真核细胞中的毛发状细胞器，具有多种功能。低等真核生物利用纤毛和鞭毛进行运动。在高等真核生物中，气管的上皮纤毛振动以清除粘液，而精子的鞭毛则推动其长距离移动以完成受精。纤毛和鞭毛中的微管结构与细胞质中的微管相比是独特的，因为它们被组织成二联微管(图1A)。二联微管由一个完整的具有13个PF的A管和一个不完整的具有10个PF的B管组成。最近，通过冷冻电子显微镜(cryo-EM)的单颗粒分析，二联微管的结构得到了高分辨率的分析。低等真核生物如纤毛虫的二联微管结构揭示了广泛的微管内部蛋白(Microtubule Inner Proteins, MIPs)网络，它们稳定而有规律地结合在二联微管的管蛋白晶格的内表面。Tektin是一个众所周知的与男性不育有关的二联微管成分，但它在二联微管结构中的定位却一直难以捉摸。这篇Preview文章介绍了最近获得的二联微管结构，并强调了不同物种的tektin束的差异。
纤毛虫Tetrahymena没有tektin的同系物，在Tetrahymena的二联微管结构中也没有对应的Tektin结构。另一方面，在哺乳动物的二联微管结构中发现了一束tektin丝，它与A管和B管之间共微管蛋白晶格的“Ribbon”区域相关。有趣的是，牛气管二联微管有一个五边形的tektin束，它由Tektin1-4异构体构建的八条tektin丝组成，而人类多纤毛呼吸细胞的二联微管拥有六条tektin丝。此外，研究人员获得了从牛和小鼠精子中提取的二联微管结构，发现哺乳动物精子鞭毛的二联微管中的A管几乎全部被tektin丝占据，使其更像一个“微柱”而不是一个微管(图1B)。在上述两种情况下，厚的tektin束是由七类Tektin-5添加到类似于牛气管中发现的五边形八条Tektin1-4丝上形成的。研究人员还表明，人类精子A管中的tektin束和来自小鼠和牛的相比略薄，而海胆精子A管在Ribbon区域只有三根tektin丝。衣藻类二联微管中的tektin丝位于B管，形成一个先前被称为鸟嘴样(beak-like)的结构。这些内容表明tektin束已经根据纤毛和鞭毛的功能而逐渐进化。
图1: 哺乳动物的精子微管中充满了tektin束
复旦大学生命科学学院市川宗严(ICHIKAWA Muneyoshi)青年研究员为本文的通讯作者，复旦大学生命科学学院2019级本科生顾羽中为本文的第一作者。
论文链接为：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(23)00535-4