The evolution of ion channel clustering at nodes of Ranvier enabled the development of complex vertebrate nervous systems. At mammalian nodes, the K+ leak channels TRAAK and TREK-1 underlie membrane repolarization. Despite the molecular similarities between nodes and the axon initial segment (AIS), TRAAK and TREK-1 are reportedly node-specific, suggesting a unique clustering mechanism. However, we show that TRAAK and TREK-1 are enriched at both nodes and AIS through a common mechanism. We identified a motif near the C-terminus of TRAAK that is necessary and sufficient for its clustering. The motif first evolved among cartilaginous fish. Using AnkyrinG (AnkG) conditional knockout mice, CRISPR/Cas9-mediated disruption of AnkG, co-immunoprecipitation, and surface recruitment assays, we show that TRAAK forms a complex with AnkG and that AnkG is necessary for TRAAK's AIS and nodal clustering. In contrast, TREK-1's clustering requires TRAAK. Our results expand the repertoire of AIS and nodal ion channel clustering mechanisms and emphasize AnkG's central role in assembling excitable domains.

中文翻译：

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进化上保守的 AnkyrinG 依赖基序聚集轴突 K2P K+ 通道。


朗飞节点离子通道簇的进化促进了复杂脊椎动物神经系统的发展。在哺乳动物淋巴结，K+ 渗漏通道 TRAAK 和 TREK-1 是膜复极化的基础。尽管节点和轴突初始段 (AIS) 之间存在分子相似性，但据报道 TRAAK 和 TREK-1 具有节点特异性，这表明存在独特的聚类机制。然而，我们表明 TRAAK 和 TREK-1 通过共同机制在节点和 AIS 上得到丰富。我们在 TRAAK C 末端附近发现了一个基序，该基序对于其聚类来说是必要且充分的。这个图案首先是在软骨鱼中进化出来的。使用 AnkyrinG (AnkG) 条件敲除小鼠、CRISPR/Cas9 介导的 AnkG 破坏、免疫共沉淀和表面招募测定，我们表明 TRAAK 与 AnkG 形成复合物，并且 AnkG 对于 TRAAK 的 AIS 和节点聚类是必需的。相比之下，TREK-1 的聚类需要 TRAAK。我们的结果扩展了 AIS 和节点离子通道聚类机制的功能，并强调了 AnkG 在组装可兴奋域中的核心作用。