Aperçu structurel du complexe de transport intraflagellaire IFT

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 1506 (2023) Citer cet article

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Trains de transport intraflagellaire (IFT), les polymères composés de deux complexes multi-sous-unités, IFT-A et IFT-B, assurent le transport intracellulaire bidirectionnel dans les cils, vital pour la biogenèse et la signalisation des cils. L'IFT-A joue un rôle crucial dans l'importation ciliaire des protéines membranaires et le trafic de fret rétrograde. Cependant, l'architecture moléculaire de l'IFT-A et le mécanisme d'assemblage de l'IFT-A dans les trains IFT in vivo restent insaisissables. Nous rapportons ici les structures cryo-microscopiques électroniques du complexe IFT-A des protozoaires Tetrahymena thermophila. Nous constatons que les complexes IFT-A présentent deux états distincts, allongé et plié. Remarquablement, la comparaison avec la structure de tomographie cryo-électronique in situ du train IFT antérograde dévoile une série d'ajustements des bras flexibles dans l'apo IFT-A lorsqu'ils sont incorporés dans le train antérograde. Nos résultats fournissent un modèle de résolution atomique pour le complexe IFT-A et des informations précieuses sur le mécanisme d'assemblage des trains IFT antérogrades.

Les cils sont des organites hautement conservés qui dépassent de la surface cellulaire et remplissent une grande variété de rôles1. Le dysfonctionnement des cils entraîne de nombreuses maladies humaines appelées ciliopathies qui sont associées à une déficience visuelle, à un dysfonctionnement rénal et à l'infertilité masculine2. La machinerie de transport intraflagellaire (IFT) est essentielle pour l'assemblage et l'entretien du cil ainsi que la transduction du signal par la livraison de cargaisons dans et hors des cils3,4.

Chaque train IFT est un polymère de deux grands complexes IFT-A et IFT-B avec un poids moléculaire d'environ 0,8 MDa et 1 MDa, respectivement5. Le complexe IFT-B comprend un sous-complexe central de 10 sous-unités IFT-B1 et un sous-complexe périphérique de 6 sous-unités IFT-B2, médiant le trafic antérograde (vers la pointe) des protéines ciliaires entraînées par la kinésine motrice des microtubules-26,7, 8. Le complexe IFT-A est composé de six sous-unités (IFT144, IFT140, IFT122, IFT121, IFT139 et IFT43), médiant à la fois le trafic rétrograde (vers la base) conduit par la dynéine-1b et l'importation ciliaire de diverses protéines membranaires à travers le porte ciliaire9,10,11,12,13,14. L'étude de tomographie cryo-électronique in situ (cryo-ET) du train antérograde chez Chlamydomonas reinhardtii montre que le train antérograde est densément rempli d'IFT-B comme épine dorsale située entre l'IFT-A et l'axonème, et l'IFT-A situé directement sous la membrane ciliaire15. Après avoir atteint la pointe ciliaire, les trains antérogrades sont remodelés en trains rétrogrades en zigzag complètement distincts, coordonnant plusieurs événements, notamment l'inactivation de la kinésine-2, l'activation de la dynéine-1b et la libération de cargaisons15,16,17,18,19,20. Des défauts ou une concentration réduite d'IFT-A entraînent des cils courts avec une diminution des vitesses de transport rétrograde et l'accumulation d'IFT-B à la pointe ciliaire21,22,23,24,25. Des mutations dans les gènes IFT-A ont provoqué une pléthore de ciliopathies, notamment des maladies associées au squelette, aux reins et aux yeux2,26. Le manque de structures IFT-A à haute résolution entrave considérablement notre compréhension du mécanisme d'assemblage de l'IFT-A dans les trains IFT et de la base moléculaire du trafic ciliaire et des ciliopathies.

Récemment, plusieurs études ont rapporté des structures IFT-A de cryo-microscopie électronique à haute résolution (cryo-EM) ainsi qu'un modèle cryo-ET in situ de 20,7 Å du train IFT antérograde27,28,29,30. Ici, nous avons purifié le complexe IFT-A des protozoaires Tetrahymena thermophila et déterminé les structures cryo-EM du complexe IFT-A et de ses sous-ensembles à une plage de résolution de 3,6 à 8,8 Å. L'analyse de ces structures révèle que le complexe apo IFT-A est composé de deux modules structurels rigides, les modules de tête et de base, et présente deux états distincts allongés et pliés dans les solutions, ce dernier n'ayant pas été identifié dans l'IFT-A récent. études structurelles27,28,29,30,31. De plus, nous constatons que l'IFT-A est incorporé dans le train IFT antérograde via une série d'ajustements des bras flexibles dans l'apo IFT-A. Ensemble, nos résultats élargissent considérablement notre compréhension du mécanisme d'assemblage des trains IFT et fournissent des informations structurelles sur la pathogenèse des variants IFT-A liés à la maladie chez l'homme.

Pour comprendre le mécanisme d'assemblage du complexe IFT-A, nous avons généré une souche IFT122-FZZ de Tetrahymena thermophila étiquetée Flag carboxy-terminal et protéine-A. Un schéma de purification par affinité en deux étapes a été utilisé pour enrichir le complexe Tetrahymena IFT-A endogène. Le complexe purifié a ensuite été soumis à des analyses SDS-PAGE et spectrométrie de masse, confirmant la présence des six composants de l'IFT-A (Fig. 1a, b, Fig. 1a supplémentaire et Données supplémentaires 1). De manière frappante, l'image native-PAGE a dévoilé deux bandes séparées d'IFT-A, suggérant que ce complexe hautement purifié adopte deux conformations majeures, un état hétérogène à migration lente et un état plus homogène à migration rapide (Fig. 1b). La classification bidimensionnelle des données de coloration négative a révélé que les particules apo IFT-A sont très flexibles et adoptent des conformations allongées ou pliées, conformément aux états de migration lente et rapide capturés par l'analyse native-PAGE (Fig. 1b – d ).

a Organisations de domaine des composants IFT-A. IFT144, IFT140, IFT122N, IFT122C, IFT121, IFT139 et IFT43 sont respectivement de couleur verge d'or, saumon, vert, vert jaune, turquoise, bleu et violet. Les astérisques noirs indiquent les hélices insérées entre les deuxième et troisième répétitions TPR dans IFT144, IFT140, IFT122 et IFT121. Les composants du module de tête et de base ont respectivement des couleurs de fond jaune clair et bleu pâle. Les modèles IFT144WD1, IFT144C, IFT140C et IFT139N construits à l'aide d'AlphaFold-2 sont représentés par des ovales ou des cercles en pointillés. La boucle désordonnée médiane d'IFT43 est représentée en pointillés. b Gel SDS-PAGE à coloration à l'argent (à gauche) et gel natif-PAGE (à droite) montrant la pureté et les principales conformations du complexe IFT-A purifié. Chaque expérience a été répétée trois fois indépendamment avec des résultats similaires. c Une image de coloration négative représentative du complexe IFT-A. Deux conformations différentes des particules sont marquées respectivement d'un rectangle rouge et d'un cercle. d Moyennes de classe 2D des images de coloration négative du complexe IFT-A. Cartes de densité Cryo-EM du complexe IFT-A allongé (e) et plié (f) dans deux vues orthogonales. Les modules de tête et de base sont respectivement colorés en jaune clair et en bleu pâle. g Un diagramme schématique montrant le changement conformationnel du module de tête de l'état allongé à l'état plié. Les données source sont fournies sous la forme d'un fichier de données source.

Pour déterminer la structure cryo-EM de Tetrahymena IFT-A, nous avons collecté 66 729 images brutes de particules IFT-A dans de la glace vitrifiée (Fig. 1b supplémentaire). La sous-classification nous a permis d'obtenir deux classes distinctes de particules qui ont donné les cartes de densité pour le complexe IFT-A allongé et plié à des résolutions de 8, 5 Å et 8, 8 Å, respectivement (Fig. 1e, f et Fig. 2,3 supplémentaires) . L'analyse comparative de ces deux cartes a révélé que l'IFT-A est composé de deux modules rigides de tailles similaires, que nous désignons ci-après comme les modules de tête et de base de l'IFT-A (Fig. 1e, f). Dans le complexe allongé, les modules de tête et de base se rejoignent pour former une architecture mince en forme de « S », couvrant plus de 370 Å dans la dimension la plus longue (Fig. 1e). À l'opposé, dans la conformation pliée, le module de tête tourne d'environ 125 ° en tant que corps rigide à partir de sa position à l'état allongé pour se replier sur le module de base, illustrant la nature dynamique du complexe apo IFT-A (Fig. 1e– g).

Pour révéler la structure du complexe IFT-A au niveau atomique, nous avons utilisé une classification focalisée locale pour améliorer individuellement les cartes de densité EM des modules de base et de tête, ce qui nous a permis de construire les modèles des deux modules par traçage de novo avec le à l'aide de la prédiction AlphaFold-2 (Figs. 2 à 5 supplémentaires et Tableau 1)32. À l'exception de l'IFT43, les cinq grands composants de l'IFT-A contiennent un long réseau de répétitions tétratricopeptidiques (TPR) qui constituent le squelette global du complexe (Fig. 1a et Fig. 6 supplémentaire). En particulier, IFT144, IFT140, IFT122 et IFT121, partagent la même organisation de domaine, de l'extrémité N à l'extrémité C englobant deux hélices β WD40 en tandem (WD), un réseau de 12 à 20 TPR et, à l'exception de l'IFT140, un domaine de liaison au zinc (ZBD) (Fig. 1a). Ces quatre sous-ensembles sont répartis dans les deux modules ; le module de tête se compose d'IFT140, IFT144 et la moitié C-terminale d'IFT122 (IFT122C, 706-1246), tandis que le module de base se compose d'IFT121, l'extrémité N-terminale d'IFT122 (IFT122N, 1-705) ainsi que IFT139 et IFT43 (Fig. 2a, b). Curieusement, les hélices WD40 N-terminales ainsi que les quatre premiers TPR de l'IFT140 et de l'IFT144 dans le module de tête sont organisés par une symétrie pseudo-double, dans laquelle une insertion α-hélicoïdale unique entre le deuxième et le troisième TPR dans IFT140 et IFT144 permet aux TPR à la jonction de se verrouiller dans une configuration en zigzag à la fois de manière complémentaire et électrostatique (Fig. 1a, 2c et Fig. 7a supplémentaire). Une configuration symétrique pseudo-double similaire est également trouvée dans l'hétérodimère IFT121-IFT122 dans le module de base, soulignant la conservation de ce mécanisme organisationnel de base dans les deux modules d'IFT-A (Fig. 1a, 2d et Fig. 7b supplémentaire). Conformément à leur importance structurelle, des mutations faux-sens uniques ou des variations hétérozygotes composées dans les quatre premiers TPR d'IFT121, IFT122, IFT140 et IFT144 humains provoquent de multiples ciliopathies, notamment la dysplasie cranioectodermique, l'amaurose congénitale de Leber et la dysplasie thoracique à côtes courtes33,34,35, 36.

Structures atomiques des modules de tête (a) et de base (b). Le jeu de couleurs est affiché. Le dessin animé indique la position relative des modules dans l'état allongé de l'IFT-A. Les hétérodimères pseudo-doublement symétriques IFT144-IFT140 (c) et IFT122-IFT121 (d). Les jonctions TPR centrales formées par les quatre premiers TPR sont mises en évidence dans des cases noires en pointillés, qui sont agrandies sur la droite. Les TPR sont numérotés et l'hélice α insérée dans chaque sous-unité est marquée d'un astérisque. e Une vue différente du module de tête avec IFT122 montré dans la représentation de surface. f Vues rapprochées du réseau d'interaction dans le module de base entre IFT122WD1 et IFT139C (1), entre IFT121WD1 et IFT43 (2), entre IFT121WD2 et IFT43 (3) et entre IFT43 et IFT139-IFT121-IFT122 (4).

Malgré l'organisation symétrique pseudo-double conservée, les modules de tête et de base présentent des caractéristiques structurelles contrastées. Dans le module de tête, les ~ 15 lieurs résiduels entre la deuxième hélice WD40 et le premier TPR dans IFT140 et IFT144 font un virage serré de sorte que les hélices de IFT140 et IFT144 pointent dans des directions opposées loin du pseudo-double central axe dans une conformation allongée (Fig. 2a, c). Le ZBD C-terminal d'IFT122 se fixe de l'autre côté de la jonction IFT140-IFT144 TPR pour constituer un noyau compact qui est en outre encerclé par le réseau TPR d'IFT140, enfouissant un total d'environ 2500 Å2 de surface exposée au solvant (Fig. 2e ). De ce noyau s'étendent les bras TPR des IFT122, IFT140 et IFT144, les segments les plus variables du module de tête (Fig. 3 supplémentaire). Une mutation de décalage de cadre au niveau de Tyr1077 dans IFT122ZBD humain (équivalent à Lys1013 dans Tetramymena IFT122ZBD) qui perturberait le noyau du module de tête provoque le syndrome sévère de Beemer-Langer avec mort précoce du nourrisson ou dysplasie cranioectodermique37, soulignant le rôle essentiel de IFT122ZBD dans l'organisation du noyau du module de tête dans IFT-A (Fig. 2e).

Contrairement à la conformation allongée du module de tête, le module de base adopte une configuration compacte (Fig. 2b). IFT121, IFT122 et IFT139 forment ensemble un anneau fermé de forme ovale avec les TPR N-terminaux d'IFT139 (IFT139N, 1-694) s'étendant dans une conformation de solénoïde (Fig. 2b). Les liens courts (~ 5 résidus) entre les hélices WD40 et les TPR dans IFT121 et IFT122 contraignent les emplacements des hélices juste au-dessus de la jonction TPR IFT121-IFT122 pour former la moitié de l'anneau ovale (Fig. 2b). Cette conformation est stabilisée par des contacts étendus entre IFT121 et IFT122, qui enterrent ~ 3130 Å2 de surface exposée au solvant du module de base (Fig. 2b, d). De l'autre côté, le ZBD de l'IFT121 s'insère dans une rainure hélicoïdale formée par les TPR de l'IFT139, constituant l'autre moitié de l'anneau de base (Fig. 2b). Notamment, l'anneau ovale du module de base est scellé par le résidu très C-terminal d'IFT139, Lys1334, dont la chaîne latérale aliphatique adhère à la cavité centrale hydrophobe d'IFT122WD1 (Fig. 2f). La lysine ou l'arginine hautement conservée d'IFT139 dans tous les organismes indique un mécanisme de fermeture similaire pour le module de base d'IFT-A (Fig. 6c supplémentaire).

Une caractéristique essentielle du module de base est que l'IFT43, la plus petite sous-unité du complexe, adopte une configuration allongée et traverse la base comme une attache moléculaire pour stabiliser l'architecture en forme d'anneau (Fig. 2b, f et Supplémentaire Fig. 8) . L'extrémité N-terminale d'IFT43 (IFT43N) se déplace le long de la surface des deux WD d'IFT121 avec les chaînes latérales aromatiques de Trp9-Phe11 et Trp33 profondément ancrées dans les poches hydrophobes d'IFT121WD1 et IFT121WD2 respectivement, serrant les deux hélices dans une orientation fixe dans le module de base (Fig. 2f). Notamment, IFT43N n'a pas été observé dans les structures IFT-A récemment rapportées27,28,29,30. La moitié C-terminale de l'IFT43 (IFT43C) se replie en six hélices distinctes (α1-α6) qui serpentent le long de la surface de l'IFT121 et de l'IFT122, enfouissant ~ 3730 Å2 de surface accessible au solvant dans le module de base (Fig. 2f). En particulier, les hélices α1-α3 remplissent la zone vacante entre IFT121ZBD et IFT139 tandis que l'hélice α4 occupe un sillon profond formé par IFT122WD2 et IFT121ZBD (Fig. 2f). La perte d'IFT43 entraîne l'instabilité de l'IFT-A et même la perte de flagelles14, soulignant l'importance de la fonction de colle moléculaire de l'IFT43 dans l'assemblage du module de base de l'IFT-A.

Pour révéler la relation entre les modules de tête et de base dans l'apo IFT-A, nous adaptons les structures de ces modules dans les cartes de densité IFT-A allongées et pliées avec des ajustements manuels pour générer les modèles atomiques de l'ensemble du complexe IFT-A dans les deux états (Fig. 3a). La comparaison structurelle montre que les modules individuels de tête et de base sont presque identiques dans ces deux états (Fig. 3a et Fig. 9 supplémentaire). La différence la plus frappante entre les structures IFT-A allongées et pliées provient de la sous-unité IFT122, dont la structure définit la façon dont les deux modules sont connectés dans les deux états (Fig. 3a, b). À l'état allongé, le réseau TPR de l'IFT122 part de la jonction IFT121-IFT122 dans le module de base, puis s'enfonce dans le noyau du module de tête de manière entièrement allongée (Fig. 3b). À l'opposé, le réseau TPR effectue une forte flexion entre les quatrième et cinquième répétitions de sorte que l'ensemble du module de tête se replie sur la base en tant que corps rigide (Fig. 3b). La boucle de 11 résidus entre les répétitions TPR 4 et 5 de IFT122 (boucle-45, résidus 707–717) qui est désordonnée dans les états allongés et pliés fonctionne comme une charnière avec une grande flexibilité pour s'adapter au grand changement de conformation de IFT-A pendant la transition entre les deux états (Fig. 3b et Fig. 6b supplémentaire). Notamment, contrairement aux emplacements périphériques à l'état allongé, les longs bras TPR de l'IFT140 et de l'IFT144 sont encerclés par les WD de l'IFT140 et les TPR de l'IFT121, de l'IFT122 et de l'IFT139 à l'état plié (Fig. 3c). Ces contacts intimes conduisent par conséquent à l'enfouissement d'environ 1000 Å2 de surface accessible au solvant entre les modules de tête et de base, suggérant que l'état plié est énergétiquement plus favorable que l'état allongé (Fig. 3c).

a Les modèles atomiques des états allongé (à gauche) et replié (à droite) de l'IFT-A. Les protéines IFT-A sont colorées comme sur la figure 1a. L'état plié se superpose à l'état allongé en fonction de la structure du module de base tandis que son module de tête est coloré en gris. b Comparaison du bras TPR de l'IFT122 dans les deux états. IFT122 est coloré comme Fig. 1a tandis que la partie restante d'IFT-A est colorée comme Fig. 1e. Superposition du site de flexion d'IFT122 dans les deux états. Les quatre premiers TPR sont colorés en bleu pâle tandis que le cinquième TPR et Loop-45 sont colorés en vert à l'état allongé et en vert clair à l'état plié, respectivement. c L'interface entre les modules de tête et de base à l'état plié (à gauche) et allongé (à droite). IFT140TPR et IFT144TPR sont colorés comme Fig. 1a, IFT139TPR, IFT121TPR, IFT122TPR et IFT140WD comme Fig. 1e, et le reste d'IFT-A en gris clair. d Tracé de l'orientation relative tête-base montrant deux groupes qui correspondent respectivement aux états allongé et plié. L'orientation relative entre les deux modules en IFT-A assemblé dans le train antérograde est indiquée par un cycle rouge. Les mouvements de la tête à l'état allongé sont représentés.

Pour étudier plus avant la dynamique des modules de tête et de base dans le complexe IFT-A, nous avons calculé la plage des positions relatives entre les deux modules en utilisant les affectations angulaires des particules à partir de reconstructions focalisées. Cette analyse a dévoilé deux grandes classes de conformations IFT-A avec des caractéristiques distinctes (Fig. 3d). La première classe correspond à l'état plié avec une distribution angulaire étroite, tandis que la seconde est l'état allongé avec une distribution angulaire plus large dans laquelle les modules de tête et de base pourraient fléchir d'environ 30° l'un par rapport à l'autre (Fig. 3d et Supplémentaire Film 1). Nous proposons que les conformations allongées et repliées capturées par notre reconstruction cryo-EM représentent deux états locaux d'énergie minimale du complexe apo IFT dans l'espace conformationnel en solution aqueuse. En revanche, seule la conformation allongée avec des fluctuations locales a été identifiée dans d'autres structures IFT-A rapportées récemment27,28,29,30.

Le modèle atomique du complexe apo IFT-A nous offre une occasion unique de comprendre la base moléculaire de la façon dont le complexe IFT-A est incorporé dans le train IFT par polymérisation. Nous avons entrepris d'adapter les structures IFT-A à la carte de densité cryo-ET de 20,7 Å du train IFT antérograde de l'algue verte Chlamydomonas27. De manière marquée, nous avons constaté que les noyaux rigides de la tête et de la base peuvent s'adapter sans ambiguïté à la densité du train antérograde individuellement avec des scores de corrélation croisée élevés de 0, 80 et 0, 78 respectivement (Fig. 4a), ce qui suggère que l'apo IFT-A existe dans un préformé, conformation bimodulaire avant l'incorporation dans le train11,13,14,38.

a Montage de l'IFT-A dans la carte de densité cryo-ET du train antérograde. Les noyaux de tête et de base sont colorés en jaune clair et bleu pâle comme sur la Fig. 1e, et les TPR flexibles dans les états allongés et assemblés sont colorés en rose et orange, respectivement. b Vues rapprochées des interactions inter-molécules formées entre IFT121ZBD et IFT139N (1), entre IFT140WD et IFT121WD (2), entre IFT144TPR et IFT140TPR (3-4) et entre IFT144ZBD et IFT139N (5). c Ajustement des modèles atomiques de Tetrahymena IFT-A et Chlamydomonas IFT-B dans la carte du train antérograde dévoilant les interfaces putatives [IFT-A]-[IFT-B]. L'IFT-A provient de cette étude et est coloré comme sur la Fig. 1a, et l'IFT-B provient de Lacey et al. avec IFT172 (résidus 1-1104) coloré en cyan, IFT88 (résidus 122-690) en jaune, IFT74 (résidus 135-340) en orange et le reste d'IFT-B en marron clair. Le code EMDB du doublet de microtubules (MTD) est EMD-20631. Les codes PDB de l'IFT-B, du domaine moteur de la dynéine-2 et du domaine de la queue sont respectivement 8BD7, 6RLA et 6RLB. d Disposition périodique du train antérograde. Six IFT-B, trois IFT-A et deux dynéine-1b dans une unité périodique sont colorés comme c, tandis que le reste est représenté en gris.

Le calcul de l'orientation relative entre les modules de tête et de base de l'IFT-A dans le train IFT antérograde a clairement dévoilé que l'IFT-A dans le train antérograde est plus similaire à l'état allongé qu'à l'état plié (Fig. 3d). L'apo IFT-A allongée peut être ancrée dans la carte de densité cryo-ET du train antérograde via une série de changements de conformation (Fig. 4a et Film supplémentaire 2). Tout d'abord, un léger resserrement de la torsion dans IFT139N permet à cette structure de solénoïde de s'insérer parfaitement dans le volume vacant au bas de la carte antérograde et de contacter IFT121ZBD à partir de l'IFT-A voisin (Fig. 4a, b et Supplémentaire Fig. 10) . Cet ajustement d'IFT139N polymérise les complexes IFT-A avec un motif répétitif [-IFT139N-IFT121ZBD-]n dans le train antérograde (Fig. 4a, b). Pendant ce temps, le noyau de la tête tourne d'environ 50 ° dans le sens antihoraire autour de la charnière Loop-45 dans IFT122 pour s'adapter à la position correspondante dans le train antérograde, dans lequel WD1 d'IFT140 établit des contacts avec le WD1 voisin d'IFT121 à la position -1 (Fig. 4a, b). Ensuite, les bras TPR flexibles de l'IFT140 et de l'IFT144 se détendent de leurs positions regroupées près du bras TPR central de l'IFT122 pour s'étendre dans des directions opposées et s'associer aux bras TPR de l'IFT144 et de l'IFT140 des complexes IFT-A voisins au +1 et −1 positions, respectivement (Fig. 4a, b). L'itération de ce processus établit la connexion en tandem de l'IFT-A dans le train antérograde de manière bras dessus bras dessous (Fig. 4a, b). De manière frappante, IFT144ZBD dans le train établit également une connexion avec IFT139N du complexe IFT-A à la position -2, suggérant que l'unité structurelle d'IFT-A dans le train antérograde se compose de trois complexes IFT-A consécutifs interconnectés (Fig. 4b ). Conformément à cette observation, deux mutations dans IFT144 humain, C1253Y et C1267Y (équivalentes à C1286 et C1300 dans Tetrahymena IFT144) qui perturbent la liaison des ions zinc conduisent à la néphronophtise et au syndrome de Jeune, soulignant le rôle important de IFT144ZBD dans la fonction ciliaire39,40. Collectivement, cette configuration polymérisée et hautement interconnectée dans le train antérograde stabilise l'IFT-A dans une conformation entièrement étendue qui est autrement défavorable par rapport aux états apo allongés et repliés de l'IFT-A (Fig. 4b).

Ce modèle a dévoilé deux surfaces IFT-A distinctes de la direction radicale dans le train antérograde. La surface extérieure est enrichie de WD qui jouxtent la membrane cil et jouent un rôle essentiel dans la livraison de diverses protéines de liaison à la membrane (Fig. 4c)9,41,42,43. La surface intérieure de l'autre côté de l'IFT-A est caractérisée par des amas de TPR de forme convexe provenant d'IFT140, d'IFT144 et d'IFT139 (Fig. 4c et Fig. 11 supplémentaire). Pour mieux comprendre les interactions entre IFT-A et IFT-B dans le train antérograde, nous avons construit un modèle pseudo-atomique en ancrant notre structure IFT-A assemblée et la structure IFT-B publiée dans une carte composite de l'IFT antérograde. train (Fig. 4c)27. Le modèle dévoile trois zones de contact putatives entre IFT-A et IFT-B, IFT140IFT-A-IFT172IFT-B, IFT144IFT-A-IFT88IFT-B et IFT139IFT-A-IFT74/IFT81IFT-B (Fig. 4c), qui sont conforme aux études biochimiques précédentes15,27,29,44,45,46,47. Cette configuration assemblée d'IFT-A dans le train antérograde est conforme à la notion selon laquelle l'unité structurelle des trains antérogrades est constituée d'IFT-A, d'IFT-B et de dyneine-1b dans un rapport de 3: 6: 2 (Fig. .4d)15.

À ce jour, il existe plus de 140 mutations faux-sens pathogènes dans l'IFT-A enregistrées dans la base de données sur les mutations génétiques humaines (HGMD, http://www.hgmd.cf.ac.uk/) (Figs. 6, 12 supplémentaires et données supplémentaires 2). La conservation élevée de la séquence des protéines IFT-A parmi différents organismes nous permet d'étudier les mécanismes pathogènes des mutations faux-sens dans l'IFT-A humain (Fig. 5). L'analyse structurale du complexe Tetrahymena IFT-A dans le train antérograde révèle que ces mutations pathogènes pourraient être divisées en quatre groupes distincts : mutations dans les WD des protéines IFT-A (type I) ; mutations à l'interface d'assemblage [IFT-A]-[IFT-A] (type II) ; mutations à l'interface d'assemblage [IFT-A]-[IFT-B] (type III) ; et des mutations à l'interface des composants au sein du complexe IFT-A (type IV) (Fig. 5 et Fig. 12 supplémentaire). Étant donné que tous les WD IFT-A font directement face à la membrane cil, la majorité des mutations de type I dans les WD ont probablement des effets néfastes sur le trafic de fret directement ou indirectement en altérant le pliage et / ou la stabilité des WD (Figs. 4c et 5) . En revanche, les mutations aux interfaces de type II et -III interféreraient avec la polymérisation de l'IFT-A dans le train IFT antérograde (Figs. 4c, 5 et Fig. 12 supplémentaire), tandis que les mutations de type IV conduiraient à l'instabilité de l'IFT. -Un complexe (Figs. 2a, b et 5). Notamment, tous les mutants de type III sont situés soit dans IFT144C, soit dans IFT139N, conformément à l'observation selon laquelle IFT144 et IFT139 sont à l'interface entre IFT-A et IFT-B (Fig. 12 supplémentaire). Curieusement, l'IFT139 humain, malgré sa position périphérique dans l'IFT-A et l'absence de WD, est une sous-unité fréquemment pathogène parmi toutes les protéines IFT-A (Fig. 5, Fig. 6, 12 et données supplémentaires 2). En particulier, les mutations qui causent le syndrome de Meckel-Gruber (MKS), une maladie d'anomalie congénitale autosomique récessive mortelle, ne se trouvent que dans IFT139 (Fig. 5 et données supplémentaires 2), soulignant le rôle essentiel de l'IFT139 dans la fonction des cils21,38, 48.

Les mutations pathogènes d'IFT-A peuvent être divisées en quatre catégories distinctes (type I, II, III et IV) en fonction de leurs rôles dans la livraison de fret ou l'assemblage de trains IFT.

Dans cette étude, nous avons déterminé la structure cryo-EM du complexe IFT-A qui nous offre une occasion unique de comprendre l'architecture de l'IFT-A, son assemblage dans les trains IFT et son rôle dans le transport de marchandises motorisé au sein des cils. Les protéines IFT-A se trouvent à la fois dans les trains antérograde et rétrograde ainsi que dans le cytoplasme avec la distribution la plus concentrée à la base des cils5,18,49. Il n'a pas été clair si ces composants IFT-A assemblent le complexe IFT-A au moment où ils sont incorporés dans les trains IFT ou s'ils préassemblent le complexe IFT-A dans le cytoplasme avant l'incorporation dans les trains. La purification et la visualisation des complexes endogènes Tetrahymena IFT-A rapportées ici suggèrent que le complexe IFT-A existe très probablement sous la forme d'un complexe bimodulaire préassemblé à la base des cils (Fig. 1). De manière cohérente, dans une étude récente, des protéines IFT-A humaines exprimées par recombinaison ont été mélangées pour obtenir le complexe IFT-A humain dont la structure, bien que partiellement résolue au niveau atomique, est similaire à la conformation allongée du complexe Tetrahymena IFT-A, soutenant l'idée que les composants IFT-A pourraient former spontanément le complexe IFT-A en solution avant incorporation dans les trains IFT (Fig. 1)29. Ce mécanisme hiérarchique très efficace est une caractéristique commune pour l'assemblage de biomacromolécules, dont un bon exemple est le complexe de pores nucléaires, dont la formation implique une hiérarchie d'étapes d'assemblage de sous-complexes bien définis50.

Lors de l'assemblage par étapes du train IFT antérograde à la base ciliaire, le réseau IFT-B auto-polymérisé se fixe d'abord au microtubule, puis le complexe IFT-A est incorporé dans le train sur l'épine dorsale de l'IFT-B face aux cils membrane (fig. 6)31. Il a été signalé que IFT74IFT-B et IFT139IFT-A sont nécessaires pour l'association entre IFT-A et IFT-B15,47. De manière concordante, l'ajustement du modèle de notre structure IFT-A haute résolution dans la carte de densité in situ du train antérograde de l'algue verte Chlamydomonas révèle que IFT74IFT-B est à proximité immédiate de IFT139IFT-A (Fig. 4c et Supplémentaire Fig. 11) 15,27. Nous proposons que l'IFT-A préassemblé initie le montage sur l'échafaudage IFT-B grâce à l'interaction entre IFT74IFT-B et IFT139IFT-A, ce qui induit la torsion des TPR N-terminaux d'IFT139IFT-A pour permettre à IFT139IFT-A d'interagir avec IFT121IFT-A adjacent pour polymériser tous les modules de base IFT-A dans le train (Fig. 4a et Fig. Supplémentaire 11)27. En plus du contact IFT139IFT-A-IFT74IFT-B dans le module de base IFT-A, l'ajustement IFT-A dans le train antérograde révèle également des proximités spatiales entre IFT88IFT-B et IFT144IFT-A et entre IFT172IFT-B et IFT140IFT-A ( Fig. 4c et Supplémentaire Fig. 11)29,44,45,46. Nous supposons que ces deux contacts entre IFT-A et IFT-B accompagnent une cascade d'événements pour compléter l'incorporation d'IFT-A dans le train antérograde, y compris la rotation de la tige IFT122, la détorsion des bras TPR d'IFT140 et IFT144 ainsi comme l'établissement de la connexion IFT140-IFT144 entre les complexes IFT-A adjacents de manière bras dessus bras dessous (Fig. 4b). Des informations structurelles in situ à plus haute résolution du train IFT antérograde sont nécessaires pour vérifier davantage ce modèle.

Les complexes IFT-A issus de l'assemblage des sous-unités IFT-A fraîchement exprimées et du désassemblage des trains IFT rétrogrades sont concentrés dans les corps basaux. Les IFT-A bimodulaires préassemblés sont incorporés dans le train IFT antérograde en se pliant au niveau des régions charnières et en tordant les TPR flexibles. Après avoir atteint la pointe, l'IFT-A et l'IFT-B se dissocient du train antérograde, probablement grâce à des ajustements au niveau des régions charnières et des TPR flexibles pour transformer le train antérograde en train rétrograde légèrement en zigzag. Enfin, les trains rétrogrades reviennent vers les corps basaux et l'IFT-A se détache du train rétrograde pour terminer un cycle. Des questions d'ouverture sur le mécanisme du retournement de la pointe ciliaire et de l'assemblage du train rétrograde, ainsi que sur les rôles du complexe IFT-A plié dans le cycle IFT-A attendent d'autres études.

Une fois arrivés à la pointe ciliaire, les trains IFT antérogrades densément emballés sont remodelés en trains rétrogrades qui adoptent une forme lâche en zigzag dans les tomogrammes bruts15,16,17,18,19,31,51. Comment les mêmes complexes IFT-A et IFT-B sont-ils transformés entre ces deux états avec des conformations nettement distinctes ? Une caractéristique structurelle commune et saillante pour l'IFT-A et l'IFT-B est leurs architectures bimodulaires avec une région de charnière flexible au milieu (Fig. 1 et Fig. Supplémentaire 11)27. Semblable aux modules de tête et de base de l'IFT-A, l'IFT-B se compose de deux sous-complexes stables IFT-B1 et IFT-B2, comme le révèlent respectivement les cartes de densité cryo-ET in situ de 9, 9 Å et 11, 5 Å (Fig. 11)27. Compte tenu de la stabilité de ces modules, il est peu probable que l'IFT-A et l'IFT-B du train antérograde soient complètement désassemblés en sous-unités individuelles avant le remontage du train rétrograde (Fig. 6). Au lieu de cela, nous proposons qu'avec l'aide de la configuration active de la dynéine-1b, l'IFT-A et l'IFT-B rendent plus probable la flexion au niveau des régions charnières combinées avec des torsions des TPR flexibles dans les protéines IFT pour transformer le train antérograde en le train rétrograde en zigzag tout en conservant les structures internes de chaque module en IFT-A et IFT-B (Fig. 6).

En résumé, les modèles atomiques à haute résolution d'IFT-A présentés ici et par d'autres révèlent des conformations allongées très similaires, fournissant des informations précieuses sur l'assemblage du train IFT antérograde27,28,29,30. Une découverte unique de notre étude est l'identification de l'état plié de l'IFT-A qui est clairement distinct de ceux des conformations IFT-A assemblées en train allongé et antérograde. Nous émettons l'hypothèse que cette conformation pliée est un état lié à l'IFT-A dans le train rétrograde ou qu'il représente un état à la pointe ciliaire avant l'assemblage des trains IFT rétrogrades (Fig. 6). De futures études structurelles in situ à haute résolution sont nécessaires pour répondre à ces questions et pour comprendre les mécanismes de transport des trains IFT antérogrades et rétrogrades.

Les souches de Tetrahymena thermophila B2086, CU428.2 et le plasmide pFZZ-neo4 ont été achetés auprès du Tetrahymena Stock Center (Université Cornell). L'étiquette FZZ dans le plasmide a été séparée par un site de clivage de la protéase du virus de la gravure du tabac (TEV) entre le peptide Flag (F) et les modules de domaine de la protéine A en tandem (ZZ). Les derniers ~ 1 000 pb de la séquence codante IFT122 et ~ 1 000 pb de la région non traduite 3 ' IFT122 (UTR) ont été amplifiés séparément à partir des ADN génomiques de Tetrahymena et clonés dans le vecteur pFZZ-neo4. Les amorces sont répertoriées comme suit :

Fw (IFT122) 5'-CGCTCTAGAACAACCTAATAAAAAAAAAAAAAAGCG-3',

Rév (IFT122) 5'-ATCGGATCCGAAATCAAAAACATCCTTTCTAAGGTCC-3',

Fw (IFT122 3'UTR) 5'-TCAAGCTTAGCAAAAGCCTACAAATAATTAAAAG-3',

Rev (IFT122 3'UTR) 5'-CCCCTCGAGACACAAGACTTCGCACATAAAATG-3'.

Ensuite, le fragment d'ADN englobant IFT122-FZZ-neo4 a été digéré par des endonucléases doubles du vecteur, injecté dans des conjugants de B2086 et CU428.2 par électro-transformation et intégré au locus IFT122 endogène. Ensuite, les exconjugants ont été transférés dans du milieu de Neff frais et les transformants ont été sélectionnés en augmentant progressivement la concentration de paromomycine. Lorsque les cellules étaient incapables de doubler dans les 24 heures, une cellule unique a été triée par BD Influx et cultivée dans un milieu frais sans paromomycine pendant une semaine. Ensuite, nous avons extrait les ADN génomiques, vérifié les génotypes des cellules par PCR quantitative en temps réel (RT-qPCR) et choisi des clones avec remplacement total de gènes pour une culture à grande échelle.

Pour la purification par affinité, 20 L de cellules exprimant FZZ-IFT122 ont été cultivées dans du milieu Neff à 30 ° C jusqu'à la phase médiane (4 × 105 cellules par ml). Ensuite, les cellules ont été récoltées et lysées dans un tampon contenant 50 mM HEPES (pH 7,4), 50 mM NaCl, 10 % (v/v) glycérol, 0,05 % (v/v) IGEPAL CA-630 et 1 × cocktail inhibiteur de protéase (MedChem Exprimer). Après sonication et centrifugation, le surnageant a été collecté et incubé avec 400 µL de billes IgG Sepharose 6 Fast Flow (GE Healthcare) à 4 °C pendant 6 heures. Ensuite, les billes ont été lavées avec un tampon de lyse et digérées pendant une nuit par la protéase TEV. L'éluat des billes d'IgG a été lié à une résine d'affinité anti-DYKDDDDK G1 (GenScript) pendant 2 heures. Après lavage avec un tampon de lyse, la protéine du complexe IFT-A a été éluée avec 2 mL de 0,2 mg mL-1 de peptide Flag dans un tampon contenant 50 mM HEPES (pH 7,4), 50 mM NaCl et 0,025 % (v/v) IGEPAL CA -630 et concentré à 20 µL à 3 mg mL-1. Un gel SDS-PAGE à coloration à l'argent, un gel PAGE natif et une spectrométrie de masse ont été réalisés pour analyser la pureté et l'homogénéité du complexe IFT-A.

Les grilles Cryo-EM ont été préparées avec le piston Vitrobot Mark IV (FEI) réglé sur 8 °C et 100 % d'humidité. 2,5 µL d'échantillon de protéine ont été appliqués sur une grille de carbone trouée Au Quantifoil R1.2/1.3 300 mesh à décharge luminescente. Immédiatement après, une force de transfert de -1 et un temps de transfert de 3 secondes ont été appliqués pour transférer les grilles. Puis les échantillons sur grilles ont été vitrifiés par congélation plongeante dans de l'éthane liquide pré-refroidi à une température d'azote liquide.

Les grilles hydratées congelées ont été chargées dans un microscope électronique FEI Titan Krios G3i de 300 kV équipé d'un détecteur d'électrons direct Gatan K3. Les données ont été automatiquement acquises avec le logiciel EPU (FEI Eindhoven, Pays-Bas). Les films à gain normalisé ont été collectés à un grossissement de 81 000 en mode super-résolution (taille de pixel de 0, 55 Å) et à une plage de défocalisation comprise entre -1, 5 et -2, 5 μm. La dose totale de 50 e-/Å2 a été fractionnée en 32 cadres. Afin d'améliorer la résolution, un nombre total de 66 729 piles de films ont été acquises pour les structures présentées dans ce travail.

Une correction de mouvement globale et locale ainsi qu'une pondération de dose ont été effectuées pour chaque image des piles de films super-résolution originales par MotionCor252. Les micrographies pondérées en fonction de la dose et non pondérées ont été redimensionnées à une taille de pixel de 1, 1 Å avec un facteur de regroupement de deux. Les micrographies pondérées en fonction de la dose ont été utilisées pour la sélection des particules et le traitement ultérieur des données, et celles non pondérées en fonction de la dose ont été soumises à la recherche de paramètres de fonction de transfert de contraste (CTF) dans Gctf53. Les valeurs aberrantes des résultats de prétraitement ont été filtrées manuellement en vérifiant les qualités d'ajustement du mouvement et du CTF.

Pour le premier ensemble de données, un groupe initial d'environ 1000 particules est sélectionné manuellement et appliqué à la classification 2D sans référence dans RELION 3.054. Les moyennes de classe 2D résultantes ont été utilisées comme modèles pour la sélection automatique de particules dans Gautomatch (https://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/download/gautomatch-056/). Toutes les particules ont été normalisées et regroupées par quatre lors de l'extraction avec une taille de boîte de 128 pixels. Plusieurs séries de tâches de classification 2D ont été effectuées pour éliminer les contaminants et les particules bruyantes. Ensuite, les particules de sortie ont été soumises à une grande quantité de travaux de classification 3D avec différentes combinaisons de numéro de classe et de paramètre de régularisation T. Toutes les particules correspondant aux cartes de densité de résolutions plus élevées et de niveaux de bruit plus faibles ont été fusionnées avec les doublons supprimés, puis re- extrait avec une taille de pixel de 1,1 Å. Les étapes de traitement haute résolution suivantes, y compris le raffinement masqué, la classification 3D sans alignement ainsi que la recherche angulaire locale donnent une carte de densité qui s'est avérée être le module de base de l'IFT-A à une résolution de 4,8 Å basée sur l'étalon-or Fourier Critère de coupure Shell Correlation (FSC) de 0,143. Une nouvelle série de sélection de particules a été itérée pour tous les ensembles de données en utilisant des projections de cette carte de densité nouvellement obtenue. Le nouvel ensemble de particules a été regroupé à une taille de pixel de 4, 4 Å, nettoyé par des cycles de classification 2D et finalement soumis à une classification 3D avec un diamètre de particule plus grand de 320 Å. En conséquence, toutes les cartes de densité, y compris le module de base de l'IFT-A et les complexes IFT-A complets dans les états allongés et pliés, ont été obtenues. Avec l'optimisation du diamètre de masque des particules, le recentrage des particules et une classification 3D plus poussée, les résolutions globales des cartes pour le module de base, IFT-A à l'état plié et IFT-A à l'état allongé ont finalement été améliorées à 3,6 Å, 8,8 Å et 8,5 Å, respectivement. Après le polissage bayésien et le raffinement CTF, les cartes de densité du module de tête ont été améliorées à 4,2 Å (traçable IFT1401-1081) et 4,6 Å (traçable IFT140 pleine longueur), respectivement. Pour une meilleure visualisation de l'IFT139N flexible (résidus 1 à 694) dans le module de base et de l'IFT144C (résidus 1130 à 1387) dans le module de tête, les cartes de densité de base et de tête ont finalement été résolues à 4,7 Å et 6,0 Å, respectivement, par signal soustraction, classification sans alignement et recherche angulaire locale. Les variations de résolution locales sont estimées par ResMap55.

Nous avons combiné la construction de modèles de novo et l'amarrage à corps rigide pour générer les modèles atomiques du complexe IFT-A. Afin de construire manuellement des modèles d'IFT-A dans Coot, nous nous sommes concentrés sur les résidus uniques avec de grandes chaînes latérales au début et à la fin de chaque domaine pour l'attribution des composants. Les résidus aromatiques au début (résidus 1 à 10) et à la fin (résidus 331 à 340) de IFT121WD1 nous ont permis de distinguer IFT121 de IFT122. De même, la dernière feuille β de IFT140WD2 (résidus 705–714) nous a permis de distinguer IFT140 de IFT144. La continuité des cartes de densité du module de base à 3,6 Å et du module de tête à 4,2 Å nous a permis de tracer sans ambiguïté la plupart des résidus IFT-A. En raison de la flexibilité, AlphaFold-2 a été utilisé pour aider à la construction de modèles pour IFT139N (résidus 1–694) du module de base, IFT144WD1, IFT144C (résidus 1130–1387) et IFT140C (résidus 1082–1407) du module de tête32. Le modèle final de l'ensemble du complexe a été affiné de manière itérative par PHENIX et validé par MolProbity56,57. Les statistiques de collecte et de raffinement des données ont été répertoriées dans le tableau 1.

Nous avons utilisé la carte cryo-ET in situ de 20,7 Å de l'IFT-A déposée dans la banque de données de microscopie électronique (EMDB) et notre structure d'IFT-A à l'état allongé pour construire un modèle pseudo-atomique du polymère IFT-A assemblé27 . En raison de la stabilité des noyaux de tête et de base et de la flexibilité des TPR, nous avons d'abord tronqué les TPR flexibles, y compris IFT122 (résidus 707–837), IFT139 (résidus 1–766), IFT140 (résidus 1035–1407) et IFT144 ( résidus 966-1387) de la structure de l'IFT-A à l'état allongé. Les conformations uniques des noyaux des modules de tête et de base nous ont permis de les placer dans la carte cryo-ET de l'IFT-A sans ambiguïté avec des scores de corrélation croisée élevés (0,80 et 0,77, respectivement). Ensuite, nous avons ajusté manuellement les TPR flexibles sans changer leurs topologies pour s'adapter à la densité et avons construit le modèle structurel de l'IFT-A assemblé. Enfin, plusieurs copies du modèle IFT-A assemblé ont été ancrées dans la carte IFT-A. Pour explorer le réseau d'interaction entre IFT-A et IFT-B, une carte composite du train IFT antérograde a été générée en amarrant IFT-A (à 20,7 Å, EMD-15980) et IFT-B (à 9,9 Å, EMD-15977 ) dans un train IFT d'assemblage (à 29,9 Å, EMD-15261)27,31. Le microtubule (EMD-20631) a été placé en référence à une étude précédente15. Ensuite, des modèles structurels de l'IFT-A assemblé (cette étude), de l'IFT-B (PDB-8BD7) et de la dynéine-2 humaine (PDB-6RLA et 6RLB, dynéine-1b chez Chlamydomonas reinhardtii) ont ensuite été intégrés à la carte composite pour générer un modèle pseudo-atomique du train IFT antérograde. Les figures des cartes de densité EM et des modèles atomiques ont été générées à l'aide de UCSF ChimeraX et PyMol58.

Pour les états allongé et plié, deux groupes d'images de particules pour obtenir les cartes de densité correspondantes ont été utilisés pour calculer la distribution des orientations relatives entre les modules de tête et de base. Chaque groupe de particules a été recentré et ré-extrait à la fois sur la tête et la base selon les résultats des raffinements de consensus précédents. En prenant comme référence la carte de l'état allongé qui a été filtrée passe-bas à 10 Å, des raffinements masqués sur les images de particules recentrées ont été effectués pour reconstruire respectivement les cartes de tête et de base. En conséquence, chaque particule a été réaffectée avec deux groupes d'angles d'Euler, puis les matrices de rotation correspondantes pour les cartes de tête et de base ont été obtenues. La matrice de rotation indiquant la rotation relative de la tête à la base a été calculée par la production de la matrice de rotation pour la tête et de la matrice de rotation inverse pour la base. Sur la base de cette matrice, les angles d'Euler ont été obtenus dans la séquence ZYX. Une étude précédente a également employé une méthode de quantification similaire59. Pour l'état de l'IFT-A assemblé dans le train antérograde, les matrices de rotation pour la tête et la base ont été générées en utilisant ChimeraX pour ajuster les parties correspondantes du modèle de train antérograde à la carte de densité de l'état allongé58.

De plus amples informations sur la conception de la recherche sont disponibles dans le résumé des rapports sur le portefeuille Nature lié à cet article.

Les cartes cryo-EM du complexe IFT-A ont été soumises à la banque de données de microscopie électronique sous les numéros d'accès : EMD-34893 (IFT-A à l'état allongé à 8,5 Å), EMD-34894 (IFT-A à l'état plié à 8,8 Å), EMD-34895 (module de base de l'IFT-A à 3,6 Å), EMD-34896 (module de base de l'IFT-A à 4,7 Å), EMD-34897 (module principal de l'IFT-A à 4,2 Å), EMD- 34898 (module de tête d'IFT-A à 4,6 Å) et EMD-34899 (module de tête d'IFT-A à 6,0 Å), et les coordonnées atomiques ont été déposées à la Protein Data Bank avec les codes d'accession 8HMC (module de base d'IFT- A à 3,6 Å), 8HMD (module de base de l'IFT-A à 4,7 Å), 8HME (module de tête de l'IFT-A à 4,2 Å) et 8HMF (module de tête de l'IFT-A à 4,6 Å). Des détails supplémentaires sur les ensembles de données et les protocoles qui appuient les résultats de cette étude seront mis à disposition par l'auteur correspondant sur demande raisonnable. Les données sources sont fournies avec ce document.

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Nous remercions le personnel de l'installation de microscopie électronique et de spectrométrie de masse de l'Institut de médecine de précision de Shanghai pour son soutien technique et son assistance lors de la collecte de données. Nous remercions Wenyan Huang de l'Hôpital pour enfants de Shanghai, École de médecine de l'Université Jiaotong de Shanghai pour ses communications sur les maladies IFT-A. Ce travail a été soutenu par le National Key R&D Program of China (2016YFA0501800 to YM and 2018YFA0107004 and 2018YFC2000102 to ML), the National Natural Science Foundation of China (31930063 to ML, 32071189 to JW and 31971137 to CH), the Innovative Research Team of Université locale de haut niveau de Shanghai (SHSMU-ZLCX20211700 à ML, JW et YM) et la Shanghai Municipal Education Commission Gaofeng Clinical Medicine Grant Support (20181711 à JW).

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Yuanyuan Ma, Jun He.

Neuvième hôpital populaire, École de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai, Shanghai, 200011, Chine

Yuanyuan Ma, Jun He, Shaobai Li, Chenhui Huang, Jian Wu et Ming Lei

Institut de médecine de précision de Shanghai, Shanghai, 200125, Chine

Yuanyuan Ma, Jun He, Shaobai Li, Chenhui Huang, Jian Wu et Ming Lei

Hôpital Renji, École de médecine de l'Université Jiao Tong de Shanghai, Shanghai, 200032, Chine

Deqiang Yao

State Key Laboratory of Oncogenes and Related Genes, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai, 200025, Chine

Lei Ming

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ML et JW ont conçu le projet. YM a purifié le complexe IFT-A, préparé des échantillons cryo-EM et collecté des ensembles de données. YM et SL ont déterminé les structures. JH, DY et JW ont réalisé la construction et le raffinement du modèle. Tous les auteurs ont contribué à l'interprétation des données. JW a apporté une contribution majeure à l'identification de l'état replié de l'IFT-A. Et MLYMCH et JH ont écrit le manuscrit.

Correspondance à Jian Wu ou Ming Lei.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie Saikat Mukhopadhyay et les autres examinateurs anonymes pour leur contribution à l'examen par les pairs de ce travail. Les rapports des pairs examinateurs sont disponibles.

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Réimpressions et autorisations

Ma, Y., He, J., Li, S. et al. Aperçu structurel du complexe de transport intraflagellaire IFT-A et de son assemblage dans le train IFT antérograde. Nat Commun 14, 1506 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37208-2

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Reçu : 09 décembre 2022

Accepté : 06 mars 2023

Publié: 17 mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-023-37208-2

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