纤毛/鞭毛是以细胞微管为核心，突起于细胞表面的保守细胞器。纤毛在很多物种细胞都有分布，在脊椎动物细胞分布更为广泛几乎所有细胞表面都有纤毛。纤毛长度受到精准的调控，同种类型细胞的纤毛长度基本一致。这种常见的细胞器在细胞信号传导、细胞分裂、细胞运动以及动物发育过程中发挥着重要作用，其结构缺陷和长度异常还会造成很多人类疾病。纤毛呈现出近似圆柱体的形状，体积大小可以直接通过长度来定量。同时作为一种便于观察的细胞器，纤毛的长度很容易测量，纤毛是研究细胞器大小调控的理想模型。纤毛长度控制机制的研究有多方面的意义，不但能为人类纤毛相关疾病提供理论依据，还能帮助我们了解细胞器大小调控的基本过程。纤毛长度调控理论目前还存在很大的争论，主要争议点在于细胞能否感受自身纤毛长度，并作出相应的调节，而这个问题的关键在于是否存在活性分子，其活性随纤毛长度变化出现相应的活性变化，而活性变化又反过来调节纤毛长度。我们主要使用衣藻研究纤毛，原来的研究发现，伴随着纤毛解聚和切割，衣藻蛋白激酶CALK发生SDS-PAGE敏感的磷酸化修饰，而在纤毛再生过程中，CALK的磷酸化状态与纤毛长度紧密相关。本研究鉴定了CALK的激酶活性调控位点为第193位苏氨酸（T193），位于激酶保守结构域第八亚区活化环上，和CALK同源蛋白Aurora T288类似，CALKT193磷酸化与否直接决定CALK磷酸化底物的能力。实验显示在无纤毛细胞中CALK的激酶活性很低，随着纤毛再生变长，CALK激酶活性逐渐增加，在纤毛达到全长时，恢复到正常水平；而在纤毛解聚过程中，CALK激酶活性出现迅速上调，而随着纤毛逐渐变短，CALK激酶活性逐渐下降，结合纤毛长度突变体，证实CALK活性调节和纤毛长度变化呈现线性关系。本研究还发现，T193磷酸化修饰并非原来报道的SDS-PAGE敏感的磷酸化，后者发生在蛋白C端非激酶区，可能对CALK的激酶活性起到调节作用。这些实验证实，在纤毛解聚和组装过程中，蛋白激酶CALK调控位点T193的磷酸化状态可以直接地连续地反映纤毛长度信号，为细胞主动感受自身纤毛长度的负反馈机制提供了强有力的证据。我们还利用比较蛋白组学手段，利用定量技术分析再生短纤毛和全长纤毛中，纤毛蛋白的的含量，确定了纤毛蛋白的组装顺序，为纤毛结构的极性现象和纤毛长度研究提供了新的线索。