《自然—结构与分子生物学》：李晓淳/Eric Olson团队首次报告小鼠Myomaker的2.7埃分辨率冷冻电镜结构

骨骼肌作为人体内最大的组织，负责呼吸和运动等大部分人体活动。这种组织是由单核肌母细胞融合而成，它们形成的肌肉纤维在共享的细胞质内包含着数百到数千个细胞核。高等生物如何控制肌母细胞融合和肌肉形成一直是一个备受关注的生物学谜团。2013年，Eric Olson实验室首次发现一种名为“Myomaker”的肌肉特异性膜蛋白，在这一过程中扮演了关键的角色。

Myomaker在胚胎发育期间对于肌肉的形成至关重要，甚至在非肌肉细胞中表达时，也能够诱导它们融合。此外， Myomaker 的错义突变会导致伴有明显面部无力的先天性肌病 Carey-Fineman-Ziter 综合征 (CFZS)。然而由于缺乏结构信息，Myomaker触发细胞融合的分子机制仍然未知。

北京时间2023年9月28日晚，美国德州大学西南医学中心李晓淳教授课题组联合Eric Olson教授课题组在Nature Structural & Molecular Biology杂志上发表了题为Cryo-EM structures of Myomaker reveal a molecular basis for myoblast fusion的研究成果，首次报告了小鼠Myomaker的2.7埃分辨率的冷冻电镜结构。

李晓淳教授实验室龙韬博士和Eric Olson教授实验室Yichi Zhang博士为论文的共同第一作者。

Myomaker包含七个跨膜螺旋，呈现出类似GPCR的拓扑结构。其第2至4个跨膜螺旋形成二聚化界面，第3、5、6和7个跨膜螺旋形成一个独特的脂质结合位点，可以容纳磷脂的极性头部并允许脂肪酸尾部插入到Myomaker中。功能研究表明，破坏二聚化界面或脂质结合位点都会显著降低Myomaker促进细胞融合的能力。

更重要的是，通过结构分析结合细胞生物学研究表明，Myomaker在细胞表面形成一个同源二聚体，然后通过相邻细胞间的接触进一步寡聚，从而触发细胞的融合。另外，作者还解析了能够进行肌肉细胞融合的最低物种Ciona robusta的Myomaker的结构。Myomaker在不同物种之间的结构保守性凸显了Myomaker介导的细胞融合机制的进化保守性。

图：鼠源和海鞘myomaker的总体结构

总之，该研究促进了我们对细胞融合从细胞水平到原子水平的理解，并为解析CFZS的致病点突变的发病机理提供了理论依据。

相关论文信息：

https://www.nature.com/articles/s41594-023-01110-8

转自：“小柯生命”微信公众号

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