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近日，美國《國家科學院院刊》在線發(fā)表華南師范大學生命科學學院高彩吉團隊和張盛春團隊合作的最新成果。他們研究發(fā)現(xiàn)了植物特有囊泡運輸調(diào)控因子BLISTER（BLI），并揭示其調(diào)控逆轉(zhuǎn)運復合體（Retromer）核心復合體組裝和內(nèi)體定位，進而調(diào)控內(nèi)體介導的細胞膜和液泡蛋白分選的分子機制。

在植物細胞中，膜蛋白被分選轉(zhuǎn)運至反面高爾基體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)暨早期內(nèi)體時會面臨兩種命運：一是被進一步分選至晚期內(nèi)體即多泡體進而遞送至液泡降解；二是被循環(huán)回收和逆向轉(zhuǎn)運至順面高爾基體或細胞質(zhì)膜。

在第一條降解途徑中，膜蛋白會被內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運復合體（ESCRT）捕獲并分選到多泡體的內(nèi)腔小泡中。隨后，多泡體與液泡融合，內(nèi)腔小泡上的膜蛋白即被運輸至液泡內(nèi)腔中降解。第二條循環(huán)回收途徑則主要由Retromer調(diào)控，該復合體是一個進化上高度保守的內(nèi)體分選復合體，調(diào)控跨膜蛋白從內(nèi)體到高爾基體網(wǎng)絡(luò)或質(zhì)膜的逆向囊泡運輸。ESCRT和Retromer復合物通過調(diào)控靶蛋白的轉(zhuǎn)運而廣泛參與植物生長發(fā)育和環(huán)境應(yīng)答過程。

ESCRT和Retromer復合體均由多個可溶蛋白組成，它們需要準確組裝成不同的亞復合體并定位到內(nèi)體等細胞器才能正確行使功能。這其中重要的科學問題是ESCRT和Retromer等復合體如何精確組裝并被適時招募至內(nèi)體膜上，特別是對于植物中調(diào)控這兩個復合體組裝和內(nèi)體定位的因子更是知之甚少。

為了進一步發(fā)掘調(diào)控植物液泡蛋白分選的調(diào)控因子，高彩吉團隊通過一系列生化和分子細胞實驗、遺傳實驗，發(fā)現(xiàn)并證明了BLI與Retromer逆轉(zhuǎn)運復合體協(xié)同調(diào)控內(nèi)體介導的液泡和細胞膜蛋白的分選和轉(zhuǎn)運。

該研究首次揭示了BLI作為植物特有囊泡運輸調(diào)控因子調(diào)控種子貯藏型液泡蛋白和細胞膜蛋白分選的功能，并闡釋了植物Retromer復合體的組裝和內(nèi)體定位的全新調(diào)控機制。結(jié)合張盛春團隊前期研究發(fā)現(xiàn)，BLI可以在細胞核中調(diào)控脂肪酸合成相關(guān)基因表達。

該研究表明，BLI作為植物特有蛋白，可以在蛋白轉(zhuǎn)運層面和基因轉(zhuǎn)錄層面雙重調(diào)控種子發(fā)育過程，為將來作物遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新提供了潛在候選基因和理論依據(jù)。（朱漢斌）