植物内吞体分选转运复合物(ESCRT)调控逆境胁迫响应的研究进展

逆境胁迫是导致全球农作物产量下降的主要原因之一。当植物受到胁迫时,细胞内蛋白质运输途径需要迅速调整,以确保与应激反应相关的货物分子能通过内膜系统被正确递送到效应位点。真核生物的内膜系统由多种细胞器构成,这些细胞器在有序调控下被准确而高效地生成,参与细胞内物质运输。内吞体分选转运复合物(ESCRT)参与调控液泡前体/多囊泡体的生物学发生过程,并促使了泛素化蛋白从内吞体到液泡的运输过程。本研究重点概述了ESCRT在植物逆境胁迫响应方面的最新研究成果,包括ESCRT的基本组成和功能,以及ESCRT在植物非生物胁迫(干旱、盐胁迫)和先天免疫中的调控作用。探究ESCRT如何特异性识别并调控逆境胁迫响应蛋白,将有助于构建更为精准的ESCRT介导逆境响应的分子调控网络。图2表1参70.

植物内膜系统细胞器生物发生及功能的分子机制研究

所有真核细胞都含有一套由多种细胞器组成的内膜系统,包括内质网(endoplasmic reticulum, ER)、高尔基体(Golgi)、反式高尔基体网络(trans-Golgi network, TGN)、液泡前体/多囊泡体(prevacuolar compartment or multivesicular body, PVC/MVB)和液泡(vacuole)或溶酶体(lysosome).这些细胞器在有序调控下被准确和高效地生成,参与细胞内物质运输,在生物个体的生长发育和对环境应答中发挥着重要作用.自2000年以来,我国学者在植物内膜系统细胞器的生物发生及功能方向开展了深入研究并取得了重大进展.本文首先概述了我国学者在植物蛋白运输领域中的代表性研究成果.随后以液泡前体/多囊泡体为例,重点介绍了其鉴定及由其介导的植物液泡蛋白转运,接着详细阐述了由内体蛋白分选转运装置(endosomal sorting complexes required for transport, ESCRT)介导的多囊泡体生物发生的分子机制,并着重介绍了植物特异的ESCRT组分FREE1蛋白在其中的作用.此外,近年来我国学者采用前沿的全细胞电子断层扫描技术,首次对植物根细胞内膜系统进行了精细的三维结构分析并提出了一种新型的由多囊泡体成熟转变成液泡的模型,为进一步研究液泡形成的分子调控机制提供了依据.最后,本文对当前植物细胞器(包括多囊泡体和液泡)的生物发生和功能的研究进行了总结,并对此领域研究的发展前景做出了展望.