纤毛（也称为鞭毛）是基于微管组装的,突出于细胞表面的毛发状亚细胞结构。纤毛广泛存在于真核生物中,在运动、知觉感知、信号传导、胚胎发育及细胞周期调控中发挥着重要的作用。纤毛结构或功能的缺陷会导致多种疾病的发生,统称为“纤毛相关性疾病”,例如肾囊肿、多指症、内脏反转和呼吸道疾病等。大量研究显示多种纤毛疾病与鞭毛内运输机制（IFT）相关基因的突变有关,因此对IFT的研究可为诊断和治疗纤毛相关疾病提供理论依据。IFT机器主要由IFT复合体（IFT-A及IFT-B）、正向马达Kinesin-2及反向马达IFT dynein构成,在纤毛基部和顶端之间往返运输货物蛋白,对于纤毛的组装、解聚、维持及功能的发挥至关重要。虽然目前IFT运输过程已有公认的模型,但IFT复合体中各亚基所发挥的独特功能仍不清楚,IFT复合体与马达蛋白结合及解离的调控还有待进一步的研究。在本论文中,我们选择已报道与纤毛疾病相关的IFT-B亚基IFT54,通过插入突变筛选获得了衣藻ift54突变体,具有无鞭毛的表型。IFT54的缺失导致IFT20不稳定而降解,但并不影响IFT-B复合体的组装及定位。在有丝分裂中IFT54与胞质微管共定位,但其缺失不影响纺锤体的形成及细胞周期性的生长。IFT54的N端具有钙调蛋白同源（CH）结构域,其对于微管蛋白进入鞭毛的运输及鞭毛的组装不是必需的,但参与调控IFT54与轴丝的结合及IFT54进入鞭毛的量。IFT54的C端具有卷曲螺旋（coiled-coil）结构域,介导了IFT54与IFT20的结合并稳定IFT20,且该相互作用对IFT54组装进入IFT-B复合体并招募至鞭毛基部的过程至关重要。在ift54突变体中表达coiled-coil结构域后,IFT20恢复到野生型水平,但仅组装了积累IFT蛋白的膨胀短鞭毛,暗示IFT54的CH和coiled-coil结构域之间的序列在鞭毛的形成中具有独立于IFT20的独特功能。进一步的研究表明,IFT54的261-275氨基酸区段参与介导IFT dynein装载至IFT-B复合体并进入鞭毛的过程,而IFT54的342-356氨基酸区段参与调控IFT-B复合体与Kinesin-II结合的强弱,进而影响Kinesin-II的运动活性。综上所述,本研究首次揭示了IFT54参与调控正反向马达蛋白与IFT-B复合体的结合,并针对IFT54在纤毛发生中的作用机制进行了详细的探究,这是对IFT54已有认知强有力的补充,同时也促进了鞭毛内运输机制的进一步完善。