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研究人员发现了新的'分裂或区分'植物转换

来自VIB和根特大学的科学家在Jenny Russinova教授的指导下发现了一种新的植物机制,它控制着气孔谱系中不对称或分化的重要决定步骤。这是由不对称细胞分裂产生的气孔,植物表面的微小孔隙形成的决定性步骤。在模式植物拟南芥中,他们鉴定了支架蛋白POLAR,并证明POLAR将GSK3样激酶的子集带到它们在气孔前体细胞的极化末端的相互作用配偶体以启动不对称细胞分裂。通过支架这种令人惊讶的调节可能是控制植物中GSK3样激酶功能的更常见机制。

Anaxi Houbaert及其同事在Jenny Russinova教授(VIB-UGent)的指导下研究了气孔的发育。已经知道GSK3样激酶可以同时促进和抑制气孔形成,但是不清楚它是如何存在于相同的气孔谱系细胞中的。利用在VIB-UGent植物系统生物学中心和瓦赫宁根大学建立的蛋白质相互作用组学方法,研究人员发现了一种植物和气孔谱系特异性支架蛋白POLAR,它可以调节GSK3样激酶的亚细胞位置。

该论文的第一作者Anaxi Houbaert(VIB-UGent)解释说:“我们发现当POLAR和GSK3样激酶共表达时,激酶靶向质膜并在气孔前体细胞的一侧极化。另一方面,我们看到当POLAR不存在时,激酶位于细胞核中以促进细胞分化。“支持他们主张的最强有力证据之一源于配备门控技术的共聚焦显微镜研究。这一特征使研究人员能够清除来自细胞区室的自发荧光,如叶绿体,大量存在于构成植物叶表皮的细胞中。结果,可以大大改善信噪比并且允许在叶发育期间内源性低表达激酶的可视化。

Anaxi Houbaert(VIB-UGent):“我们知道气孔发育受到严格的调节,正负反馈回路相互控制,形成一种灵活但强大的机制来驱动表皮发育。但发现这一角色令人惊讶POLAR作为一种支架蛋白我们想研究POLAR家族的功能,并探讨类似的支架蛋白是否能调节其他植物组织中GSK3样激酶的活性。“

Jenny Russinova教授(VIB-UGent):“我们的发现提出了驱动拟南芥细胞分裂和分化的轻分子机制。由于GSK3样激酶和POLAR蛋白家族的直系同源物可以在单子叶植物和双子叶植物物种中找到,如果这些直系同源物在其他植物物种中表现相同,以及这些物种是否可以作为作物改良的潜在目标,还有待研究。“

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