纤毛和鞭毛是具有特定大小的以微管为结构基础的毛发状的细胞器,从低等单细胞生物到高等真核生物广泛分布,进化上高度保守,并在细胞运动、信号感知、细胞增殖和分化中发挥重要作用。因此,纤毛结构、长度、组装或解聚的缺陷会引发多种人类疾病和发育障碍,如视网膜变性、多囊肾病变、骨骼畸形等多器官的纤毛相关疾病。研究发现MAPK（Mitogen-activated protein kinase）超家族的RCK家族是纤毛发生的关键调控因子,包括ICK、MAK和MOK,他们突变会导致纤毛长度异常,而ICK的点突变会引起严重的新生儿致死隐性遗传病——内分泌-脑-骨发育不良综合征（ECO综合征）。LF4是MOK在衣藻中的同源蛋白,是最早发现的参与纤毛长度和组装的调控的激酶之一。然而,除了遗传学证据外,我们对其细胞特性、分子功能和调控机制知之甚少。本研究发现LF4定位于纤毛和细胞体,超分辨显微镜显示其在两个基体部位富集。在纤毛再生过程中,LF4激酶活性区的T159位发生持续磷酸化,并定位于基体。进一步发现,激酶失活或T159位磷酸化位点突变以及C端非激酶域缺失都会改变LF4的基体定位,并且无法恢复lf4-3突变体表型（LF4完全缺失突变体）,说明激酶活性以及C端对于纤毛的正常组装至关重要。纤毛内运输（IFT）是影响纤毛长度的关键调控因素。通过实时成像追踪IFT,我们发现LF4不影响IFT的速率。生化分析发现LF4的缺失会引起纤毛中IFT蛋白的积累,并减弱了Kinesin-II亚基FLA8/KIF3B的磷酸化,说明LF4对IFT蛋白的进入具有负调控的作用。我们还研究了LF4与LF1,LF2,LF3,LF5等长纤毛相关蛋白的相互关系。其中LF1,LF2和LF3三个蛋白形成长度调控复合体。通过磷酸化抗体检测发现细胞周期相关激酶LF2和功能未知的蛋白LF3是LF4磷酸化必需的,并且推测LF4是LF2的底物。为了进一步探究LF4的互作蛋白,我们采用LF4-HA免疫共沉淀的蛋白组学以及lf4突变体磷酸化蛋白质组学比较分析,期望为长度调控提供新的线索。这些数据表明,LF4定位于基体,并持续激活,其上游可能受到LF2激酶的调控,并通过影响FLA8的磷酸化,调控IFT蛋白进入纤毛,从而在纤毛长度和组装的调控中发挥重要作用。