研究人员发现了一种新的“分裂或分化”植物转化

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，它控制着气孔谱系不对称或分化的重要决策步骤。这是细胞不对称分裂导致植物表面气孔和微孔形成的决定性步骤。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样激酶的一个子集带到气孔前体细胞极化端的相互作用伙伴，以启动不对称细胞分裂。支架的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的机制。

阿纳西侯巴特和他的同事在珍妮鲁西诺娃教授(VIB-尤根特)的指导下研究气孔发育。已知GSK3样激酶可以同时促进和抑制气孔形成，但不清楚它如何存在于同一气孔谱系的细胞中。利用VIB-尤根特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-like激酶的亚细胞定位。

论文第一作者阿纳西侯巴特(VIB-乌根特)解释说：“我们发现，当POLAR和GSK3-like激酶共表达时，这些激酶靶向质膜，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。”支持他们说法的最有力证据之一，来自对配备门控技术的共焦显微镜的研究。这一特性使研究人员能够去除细胞区室中的自发荧光，如叶绿体，叶绿体在构成植物叶片表皮的细胞中含量丰富。因此，可以大大提高信噪比，并且可以在叶片发育期间可视化内源低表达激酶。

阿纳西侯巴特(VIB-乌根特):“我们知道气孔的发育受到严格的调控，正反馈和负反馈回路相互控制，形成了一种灵活但强大的机制来驱动表皮的发育。但是发现这个角色很意外。POLAR作为一种支架蛋白，我们想研究POLAR家族的功能，探索类似的支架蛋白是否可以调节其他植物组织中GSK3样激酶的活性。”

珍妮鲁西诺娃教授(VIB-尤根特):“我们的发现提出了一种驱动拟南芥细胞分裂和分化的光分子机制。由于GSK3样激酶和极性蛋白家族的直向同源化合物可以在单子叶和双子叶植物物种中发现，如果这些直向同源化合物在其他植物物种中表现相同，这些物种是否可以作为作物改良的潜在靶标还有待研究。”

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