我國微管骨架動(dòng)態(tài)組織機制研究獲進(jìn)展

　　微管(Microtubules,MTs)是真核生物細胞骨架的重要組分，在各種細胞過(guò)程中都發(fā)揮重要作用，如細胞形態(tài)決定、細胞分裂、細胞運動(dòng)、胞內物質(zhì)運輸和信號傳導等。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，以響應發(fā)育和外界環(huán)境(包括生物和非生物刺激)信號。

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

　　周質(zhì)微管(cortical MTs，CMTs)是間期植物細胞中特有的一種微管組織形式，主要通過(guò)控制細胞壁合成過(guò)程中新生纖維素微纖絲的沉積方向來(lái)調控植物細胞的生長(cháng)及極性，從而調控植物細胞形態(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)的相互識別及信號傳導過(guò)程中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。

　　中國科學(xué)院微生物研究所植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室的孔照勝研究組運用先進(jìn)的活細胞顯微成像技術(shù)(Live CellI maging)，對模式植物擬南芥葉表皮細胞中周質(zhì)微管的動(dòng)態(tài)組織進(jìn)行了實(shí)時(shí)追蹤觀(guān)察，首次發(fā)現augmin復合體招募g-Tubulin復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為共同第一作者。該研究得到了國家自然基金，中科院“百人計劃”啟動(dòng)基金及植物基因組學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室自主研究課題經(jīng)費的資助。

　　深入研究發(fā)現當augmin復合體功能受損時(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;導致突變體細胞微管列陣變?yōu)楦叨绕叫胁⒊墒�排�?最終導致植株整體發(fā)育遲緩、形態(tài)矮小。

　　上述研究首次揭示了augmin復合體在間期植物細胞周質(zhì)微管動(dòng)態(tài)組織過(guò)程中，特異調控微管依賴(lài)的微管成核(MT-dependent MT nucleation)，并且以最直接的活細胞顯微成像證據證實(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)結因子(adaptor)調控微管成核的幾何構像。該研究結果將人們對augmin復合體的研究引向了一個(gè)新的領(lǐng)域，也為動(dòng)物及真菌細胞體系中不依賴(lài)于中心體的微管(acentrosomal MTs)的動(dòng)態(tài)組織機制研究提供了重要依據和借鑒。