肌动蛋白作为一种球状蛋白质,基本存在于所有真核细胞中,并且可以通过聚合形成丝状肌动蛋白(Actin Fliament,F-actin),是细胞骨架及肌肉收缩装置的基本组成成分。在动物细胞中许多必须的生理过程都需要肌动蛋白的动态变化,如细胞迁移,细胞分裂以及细胞的内吞作用等等。过去的数十年中,F-actin的动力学一直是研究的热点,该领域至今仍然充满了争议以及未知。在这篇论文中,我们发现了一个新的肌动蛋白调节因子Mios,遗传研究表明,Mios的敲除会导致F-actin的升高,说明Mios可能会影响肌动蛋白动力学。本文的中心是利用生物化学手段,研究Mios通过影响LIM激酶(LIM Kinase,LIMK)对cofilin磷酸化这一过程进而调控肌动蛋白动力学变化。肌动蛋白解聚因子(cofilin)通过对加速肌动蛋白的解聚进而影响肌动蛋白的动态调节,LIMK可通过磷酸化cofilin进而抑制cofilin的活性,但影响磷酸化调节水平的机制尚未明确。基于肖老师在四川大学的课题组的发现,在外周神经系统中特异性敲除Mios会导致F-actin增加,磷酸化cofilin水平升高的现象,这表明Mios的敲除影响了cofilin的磷酸化水平,进而影响了肌动蛋白动力学,但具体机制尚未清楚。Mios蛋白作为GATOR2复合体的一个亚基,在N端含有一个WD40 Repeat Domain(WDR Domain)和一个在C端的锌带状结构域(Zinc Ribbon Domain)。以往对于Mios的研究主要聚焦于Mios依赖GATOR2复合体对mTORC1信号通路的调控以及Mios在细胞核内调控核基因的功能。本研究中,通过GST pull-down、激酶-底物反应以及肌动蛋白解聚试验,发现了Mios在调控肌动蛋白的动态变化中具有双重作用,一方面可以抑制LIMK对cofilin的磷酸化,另一方面与cofilin结合降低了cofilin解聚肌动蛋白的活性,并且Mios发挥这一功能既不依赖于WDR结构域,也不依赖于锌带状结构域,而是依赖于Mios中间的一段未知结构域。Mios蛋白这种新功能的发现为肌动蛋白动力学调节提供了新的分子模型,对了解肌动蛋白动力学具有重要意义。