我國(guó)微管骨架動(dòng)態(tài)組織機(jī)制研究獲進(jìn)展

　　微管(Microtubules,MTs)是真核生物細(xì)胞骨架的重要組分，在各種細(xì)胞過程中都發(fā)揮重要作用，如細(xì)胞形態(tài)決定、細(xì)胞分裂、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)傳導(dǎo)等。微管骨架具有高度的動(dòng)態(tài)特性，其排列方式不斷進(jìn)行活躍的重組，以響應(yīng)發(fā)育和外界環(huán)境(包括生物和非生物刺激)信號(hào)。

　　動(dòng)物細(xì)胞中的微管組織中心(MT organizing center,MTOC)是中心體(centrosome)，而植物細(xì)胞沒有類似中心體的MTOC。因此，在缺乏中心體的情況下，植物細(xì)胞如何進(jìn)行微管的動(dòng)態(tài)組織，一直是一個(gè)懸而未決的重要細(xì)胞生物學(xué)問題。

　　周質(zhì)微管(cortical MTs，CMTs)是間期植物細(xì)胞中特有的一種微管組織形式，主要通過控制細(xì)胞壁合成過程中新生纖維素微纖絲的沉積方向來調(diào)控植物細(xì)胞的生長(zhǎng)及極性，從而調(diào)控植物細(xì)胞形態(tài)建成。另外，周質(zhì)微管的動(dòng)態(tài)重組也在植物-微生物互作時(shí)的相互識(shí)別及信號(hào)傳導(dǎo)過程中起著至關(guān)重要的作用。

　　中國(guó)科學(xué)院微生物研究所植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的孔照勝研究組運(yùn)用先進(jìn)的活細(xì)胞顯微成像技術(shù)(Live CellI maging)，對(duì)模式植物擬南芥葉表皮細(xì)胞中周質(zhì)微管的動(dòng)態(tài)組織進(jìn)行了實(shí)時(shí)追蹤觀察，首次發(fā)現(xiàn)augmin復(fù)合體招募g-Tubulin復(fù)合體到原有微管上并引發(fā)新生微管成核(MT Nucleation)，即新生微管從頭(de novo)形成，包括叉狀成核(Branching nucleation)和平行成核(Parallel nucleation)兩種形式。

　　該研究結(jié)果發(fā)表于11月17日出版的Cell子刊Current Biology上，孔照勝組的畢業(yè)生柳婷、助研田娟博士和在讀博士生王光達(dá)為共同第一作者。該研究得到了國(guó)家自然基金，中科院“百人計(jì)劃”啟動(dòng)基金及植物基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題經(jīng)費(fèi)的資助。

　　深入研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)augmin復(fù)合體功能受損時(shí)，新生微管成核頻率急劇下降;叉狀形式成核比例下降，成核角度變小;導(dǎo)致突變體細(xì)胞微管列陣變?yōu)楦叨绕叫胁⒊墒�排�?最終導(dǎo)致植株整體發(fā)育遲緩、形態(tài)矮小。

　　上述研究首次揭示了augmin復(fù)合體在間期植物細(xì)胞周質(zhì)微管動(dòng)態(tài)組織過程中，特異調(diào)控微管依賴的微管成核(MT-dependent MT nucleation)，并且以最直接的活細(xì)胞顯微成像證據(jù)證實(shí)了augmin既可以作為一個(gè)招募因子(recruiting factor)起作用、起始微管成核，又可以作為一個(gè)聯(lián)結(jié)因子(adaptor)調(diào)控微管成核的幾何構(gòu)像。該研究結(jié)果將人們對(duì)augmin復(fù)合體的研究引向了一個(gè)新的領(lǐng)域，也為動(dòng)物及真菌細(xì)胞體系中不依賴于中心體的微管(acentrosomal MTs)的動(dòng)態(tài)組織機(jī)制研究提供了重要依據(jù)和借鑒。