研究人员发现了一种新的“分裂或分化”植物转化

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来自VIB和根特大学的科学家在珍妮鲁西诺娃教授的指导下，在植物中发现了一种新的机制，它控制着气孔谱系不对称或分化的重要决策步骤。这是植物表面不对称细胞分裂产生的气孔和微小气孔形成的决定性步骤。在模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)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配偶体，从而启动不对称细胞分裂。这种通过支架的惊人调节可能是植物中控制GSK3样激酶功能的更常见机制。

阿瑙尔特和他的同事们在珍妮鲁西诺娃教授(VIB-乌根特)的指导下研究了气孔的发育。已知GSK3样激酶可以同时促进和抑制气孔形成，但尚不清楚它在同一气孔谱系的细胞中是如何存在的。利用VIB-乌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样激酶的亚细胞位置。

这篇论文的第一作者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，当POLAR不存在时，激酶位于细胞核中以促进细胞分化。”支持他们的说法的最有力证据之一来自于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消除细胞区室的自发荧光，例如叶绿体，它在构成植物叶表皮的细胞中含量丰富。因此，有可能大大提高信噪比，并使叶片发育过程中内源性低表达激酶可视化。

Xihoubaert (Vib-ugent):“我们知道气孔的发育受到严格的调控，正反馈回路相互控制，形成了一个灵活但强大的机制来驱动表皮的发育。然而，发现这个角色令人惊讶。POLAR是一种支架蛋白。我们想研究POLAR家族的功能，以及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。”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光分子机制。由于GSK3样激酶和POLAR蛋白家族的直向同源化合物可以在单子叶和双子叶植物中找到，因此这些直向同源化合物在其他植物物种中是否相同，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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