2021年10月4日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心朱学良研究组的最新研究成果。在该工作中，研究人员揭示了哺乳动物动纤毛中央微管形成的分子机制。动纤毛是一种突出于细胞表面的毛发状细胞器，由基体、轴丝和纤毛膜组成。
在哺乳动物体内，以多纤毛的形式广泛分布于气管、脑室和输卵管等器官中的动纤毛，通过其周期性的快速摆动清洁呼吸道、驱动脑脊液的循环和受精卵向子宫的移动。动纤毛的轴丝由9组微管二联体形成的外周微管和2根中央微管形成。分布在外周微管侧面的分子马达——内外动力臂为纤毛运动提供驱动力。从外周微管伸向中央微管的辐射轴则是纤毛运动方式的调节器。
中央微管缺失的纤毛在低等生物中不能摆动，而在哺乳动物中则从摆动变成转动，从而导致PCD。通过小鼠气管上皮多纤毛细胞分化过程的表达谱分析和超高分辨率显微观察，研究人员发现Wdr47是一个哺乳动物动纤毛中央微管蛋白质，而且Wdr47敲除小鼠的脑室动纤毛由摆动变成转动模式。透射电镜观察发现，Wdr47敲除小鼠的动纤毛完全缺失中央微管。
机理研究发现，Wdr47与微管负端结合蛋白质Camsap家族成员有直接相互作用，并能将它们富集到中央微管负端。Camsap家族蛋白质的过表达可以在Wdr47敲除的动纤毛中部分恢复中央微管的形成，使动纤毛恢复摆动模式。而且，Camsap的过表达可导致形成多达十几根的中央微管，提示动纤毛内存在较多数目的中央微管“种子”。
该研究发现说明，哺乳动物动纤毛中央微管由Katanin提供种子，Camsaps稳定这些种子，而Wdr47则通过高效富集Camsaps，既保证了中央微管形成的高效性，又确保了其数目的精确性。该研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金以及中科院战略性先导科技专项的资助，以及分子细胞卓越中心动物实验技术平台、细胞分析技术平台和分子生物学技术平台的大力支持。