擬南芥微管結合蛋白CSI1

　　3月16日，植物科學研究權威期刊Plant Cell在線發表了中科院上海生命科學研究院植生生態所植物分子遺傳國家重點實驗室薛紅衛研究組的最新研究成果：擬南芥ARCP蛋白CSI1通過結合微管，維持微管穩定性并調控根和花藥的發育。

　　微管是由α、β微管蛋白異二聚體通過非共價鍵形成的管狀結構。微管結合蛋白通過調控微管的排列以及聚合-解聚狀態，在許多生理活動，如細胞形態與結構、胞質流動、細胞分裂、細胞極性生長、細胞壁構建、細胞分化、信號轉導等中起到調控作用。近年來陸續報道了一系列植物微管結合蛋白，它們可以調控植物微管骨架的動態和組織，以及微管與其他細胞結構間的連接，從而在植物細胞的形態、分化和植物的生長、發育、適應逆境等生理過程中起作用，為解釋很多植物特異的生理過程的分子機理提供了很大的幫助。

　　薛紅衛研究組通過遺傳學篩選得到了一個花藥不能正常開裂的突變體，表型分析發現，該突變體花藥細胞形態和形狀發生異常，根以及幼苗發育發生異常，細胞形態建成紊亂，表現出類似很多微管異常突變體的表型。功能分析突變基因編碼一個植物特有的包含ARM重復序列以及C2結構域的蛋白。該蛋白被命名為CSI1，且報道與纖維素合成酶復合體相互作用并參與纖維素合成的調控。突變體中微管的穩定性下降，逆境下微管的解聚加速，且重新聚合的速度減慢，表明CSI1可能通過影響微管的穩定性而影響了細胞形態建成，進而導致了花藥以及幼苗生長方面的異常。通過體內免疫熒光共定位以及體內免疫共沉淀的方法，研究證明了CSI1在體內可以與微管相互作用。體外表達CSI1蛋白，能夠與純化的聚合態微管相互作用，進一步證明了CSI1是一個微管結合蛋白。此外，逆境下CSI1蛋白隨處理的時間發生動態的變化。

　　這些結果揭示了含有植物特有的ARM重復-C2結構域的CSI1蛋白在維持微管穩定性以及花藥發育等生理過程中的作用，同時也提示CSI1可能參與纖維素合成酶沿微管運動的調控，為纖維素合成的調控機制研究提供了有價值的線索。

　　論文信息：Yu Mei, Hong-Bo Gao, Ming Yuan and Hong-Wei Xue. The Arabidopsis ARCP Protein, CSI1, Which Is Required for Microtubule Stability, Is Necessary for Root and Anther Development. Plant Cell; DOI 10.1105/tpc.111.095059.