生物通：微管是由微管蛋白tubulin聚合而成的中空纤维，这些纤维组成了细胞内的重要骨架，这一体系对于细胞的生长和分裂非常重要。

细胞中的微管，处于不断组装和分解的动态平衡中。微管的动态不稳定性在细胞分裂过程中起到了至关重要的作用。加州大学的研究团队将高分辨率的冷冻电镜与独特的成像分析结合起来，获得了原子水平的微管图像，并由此鉴定了末端结合蛋白（EB）在调控微管动态中的关键作用。

在有丝分裂过程中，微管通过解聚和重组形成纺锤体，拉动染色体使其平均分配给两个子细胞。这一过程出现问题会导致染色体数异常，进而引发癌症和其他疾病。

染色体的移动依赖于微管的解聚，这种动态不稳定性是由GTP水解驱动的。“我们的研究显示，EB蛋白可以通过结合微管亚单位帮助微管组装，将微管连为一体。EB蛋白也可以通过促进GTP水解动摇微管，使微管解聚，”这项研究的领导者，加州大学伯克利分校和HHMI的Eva Nogales教授说。

Nogales是结构和微管动态方面的权威专家。她领导研究团队用冷冻电镜（cryo-EM）解析了不同状态的微管结构，获得了迄今为止微管成像的最高分辨率，3.5 Å。

冷冻电镜技术需要在液氮温度下快速冷冻样本，以便保持其天然结构。不久以前，冷冻电镜（cryo-EM）还不是大多数结构生物学家们的第一选择。而现在，冷冻电镜已经成为了X射线晶体衍射的有力竞争者，不仅在分辨率上能够与之匹敌，还适用于难以结晶的大分子。这一技术给结构生物学和药物研发领域带来了一场革命。（延伸阅读：程亦凡博士连发两篇Cell介绍突破性技术）

“我们现在可以分析微管组装和解聚的原子细节，全面阐明微管的动态，”Nogales说。

这样的研究有助于人们深入理解细胞生物学的基础知识。此外，微管还是抗癌药物的重要靶标，比如Taxol。“了解微管动态不稳定性的调控机制，可以帮助我们提高现有抗癌药物的效力和特异性，同时想办法开发新的治疗药物，”Nogales说。

生物通编辑：叶予

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