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Nature Communications|張毅教授團隊在植物纖維素合酶胞內轉運機制方面取得進展
    2023-11-20  瀏覽次數:

細胞壁是植物細胞區別于動物細胞的結構之一,不僅決定著植物細胞的形狀,而且在保護細胞、調控細胞粘附和細胞增殖等方面都發揮著重要作用。纖維素是細胞壁的主要成分之一,由纖維素合酶 (Cellulose synthase,CesA) 在細胞質膜表面合成。CesA在內質網合成后轉運到高爾基體中,進一步組裝成為纖維素合酶復合體 (Cellulose Synthase Complex, CSC),最終CSC轉運至細胞質膜合成纖維素。目前關于CSC胞內轉運過程及其調控機制還非常不清楚。

近日,北京師范大學生命科學學院張毅教授團隊在Nature Communications上發表了題為“Actomyosin and CSI1/POM2 cooperate to deliver cellulose synthase from Golgi to cortical microtubules in Arabidopsis”的研究論文,報道了一種新的囊泡生成途徑促進纖維素合酶胞內轉運的研究進展。

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在這項研究中,張毅教授團隊通過活細胞成像發現了一條將CSC轉運出高爾基體的非經典途徑:高爾基體局部形變產生管狀結構,管狀結構延伸、斷裂、產生一類稱為SmaCCs/MASCs的囊泡,從而將CSC轉運出高爾基體。該過程沒有反面高爾基體網 (Trans-Golgi Network, TGN) 的參與,而是至少需要滿足兩個條件:一是在管狀結構產生后高爾基體需要持續向一個方向運動;二是管狀結構末端需要錨定在周質微管上。細胞生物學和遺傳學的研究結果表明,XI型肌球蛋白Myosin XI-K、XI-1XI-2驅動高爾基體沿微絲運動至細胞邊緣接觸周質微管,促使高爾基體管狀結構生成、延長和斷裂;而纖維素合酶和微管的連接蛋白CSI1/POM2是將高爾基體管狀結構末端穩定錨定在微管上的關鍵因子。

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北京師范大學生命科學學院博士生劉璐和王婷副教授為論文的共同第一作者,張毅教授為通訊作者。北京師范大學珠海校區的杜平州博士和哥本哈根大學Staffan Persson教授也參與了這項工作。該工作得到了國家自然科學基金項目的資助。

 

原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-43325-9


 

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