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杨维才研究组揭示调控植物TGN形成的分子机制

  高尔基体不仅是细胞内膜系统膜泡运输的核心,而且也是细胞壁和胞外基质多糖、质膜糖脂合成、以及蛋白糖基化修饰的位点。不同于动物细胞,植物细胞高尔基体产生一个分离的、独立完成不同功能的反面管网结构TGNTrans-Golgi Network),专门负责分选和分泌来自反面膜囊的物质。同时,TGN兼任了早胞内体(EE)的功能,来自胞吞作用的小泡也进入TGN,因此,TGN是同时负责植物细胞内分泌和内吞的特殊结构。然而长期以来植物细胞TGN发生的分子机制还不清楚。  

    

  澳门威尼斯注册送38_澳门威尼斯娱乐网址_www.9778.com|送体验金杨维才研究组鉴定了一个影响高尔基体TGN形成的蛋白LOTLoss of TGN)。在lot突变体中,花粉管在柱头上的生长被抑制,植物表现出严重的不育表型,进一步的研究发现,突变体中高尔基体膜囊过度堆积,且源于高尔基体的分泌小泡以及TGN的数目显著减少;利用特异标记TGN 的荧光蛋白也证实在花粉管中TGN的形成被阻碍。此外,突变体花粉管中细胞壁组分果胶质(pectin)、细胞膜上受体样激酶(RLKs)、以及磷脂酰肌醇的形成均受到抑制,细胞内吞作用也被显著的阻碍,从而影响了花粉管的生长。亚细胞定位显示,LOT定位于高尔基体的外围,但是LOT不影响高尔基体驻留蛋白的定位。蛋白功能分析显示,在酵母中,LOT的同源蛋白Rgp1作为酵母小GTP蛋白Ypt6-GEF的组分发挥功能,而LOT也可以互补Rgp1在酵母中的功能。综上所述,该研究揭示了植物细胞TGN形成的分子机制,并增进了人们对植物细胞内膜运输调控机制的认识。 

    

  该论文于2018119日在线发表于PNAS (https://doi.org/10.1073/ pnas.1809206115),杨维才研究组贾鹏飞博士和薛勇博士为该文章的共同第一编辑,杨维才研究员和李红菊青年研究员为共同通讯编辑。该研究得到国家自然科学基金项目的资助 

    

  图:Lot调控了植物细胞中TGN的形成以及内膜运输过程。 

 
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