微管 骨架在细胞分裂、细胞内物质运输和膜细胞器形态分布等多种生命活动中发挥重要作用。微管成核是微管从头组装的过程，主要由 γ 微管蛋白复合物（ γ -TuC）和CM1蛋白共同介导【1】。内质网是真核生物中最大的膜包被细胞器，其形态及分布依赖微管骨架及其结合蛋白【2】。然而，内质网是否直接参与调控微管成核目前还不清楚。
近日，中国科学技术大学符传孩教授团队在Cell Reports杂志发表了The endoplasmic reticulum protein Erg28 restrains Mto1-Mto2-γ-TuSC-mediated microtubule assembly文章，阐明内质网跨膜蛋白Erg28抑制γ-TuSC和CM1蛋白Mto1之间的相互作用，最终抑制微管成核的作用机制。
研究团队通过大规模的基因缺失筛选库筛选到了内质网蛋白Erg28，其基因缺失导致细胞中微管数量显著增多，且这一功能并不依赖Erg28在甾醇合成通路中的功能。Erg28是定位于内质网外膜的4次跨膜蛋白，在空间上与 γ -TuC和Mto1在核膜处以及微管壁上部分共定位，提示Erg28可能与 γ -TuC和Mto1相互作用。该团队利用体外Pull-down实验验证了这一相互作用，并且在免疫共沉淀实验中发现Erg28和 γ -TuC与Mto1结合时具有不同的亲和力，提示二者可能竞争结合Mto1。进一步，该团队利用体外竞争性Pull-down实验，细胞内IP实验验证Erg28抑制 γ -TuSC与Mto1的结合，并通过基于TIRF（total internal reflection fluorescent）显微镜的体外微管重组实验观察到Erg28直接抑制微管成核。另外，在 erg28 缺失的细胞中回补表达不同物种的Erg28同源蛋白，表明Erg28抑制微管成核的功能可能在进化上保守。
Erg28除了跨膜结构域之外，还包含较短的暴露于胞质中的N和C端结构域。细胞内回补实验表明Erg28的N端结构域是其发挥抑制微管成核功能的关键结构域。为了直接验证Erg28在内质网上的抑制作用，该团队将Mto1人为锚定于内质网外膜且成功在内质网外膜组装微管。Erg28及其N端结构域显著抑制“内质网-Mto1”所介导的微管组装。
由 erg28 缺失引起的微管数量增多导致细胞核发生严重形变，而这一现象通常与衰老和癌症的发生相关，提示Erg28在这些方向的潜在功能。
综上所述，这项研究工作揭示了内质网跨膜蛋白Erg28抑制由 γ -TuC和Mto1介导的微管成核，并维持细胞间期微管数量和细胞核形态的作用机制，也为细胞器和细胞骨架之间的协同互作及相互调控研究提供思路。
中国科学技术大学生命科学与医学部符传孩教授为该论文的通讯作者，其课题组博士后郑圣男为本文第一作者。中国科学技术大学生命科学与医学部姚雪彪教授，刘行教授和许超教授，武汉大学医学部的姜恺教授提供了重要帮助。该项工作获得无膜细胞器与细胞动力学教育部重点实验室、合肥微尺度国家研究中心分子与细胞生物物理研究部的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117260
制版人：十一
参考文献
1. Choi, Y.K., Liu, P.F., Sze, S.K., Dai, C., and Qi, R.Z. (2010). CDK5RAP2 stimulates microtubule nucleation by the γ-tubulin ring complex.Journal of Cell Biology191 , 1089-1095. 10.1083/jcb.201007030.
2. Grigoriev, I., Gouveia, S., Van der Vaart, B., Demmers, J., Smyth, J.T., Honnappa, S., Splinter, D., Steinmetz, M.O., Putney, J.W., Hoogenraad, C.C., and Akhmanova, A. (2008). STIM1 is a MT-plus-end-tracking protein involved in remodeling of the ER.Current Biology18 , 177-182. 10.1016/j.cub.2007.12.050.
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