《生長素極性輸出載體PIN內吞與極性定位分子調控機理》是依託浙江師範大學，由潘建偉擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：生長素極性輸出載體PIN內吞與極性定位分子調控機理
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：潘建偉
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
PIN介導的生長素極性運輸是生長素調控植物生長發育的獨特方式。PIN內吞與極性定位是生長素極性運輸的重要分子基礎。格線蛋白介導的內吞(CME)在PIN極性定位中具有關鍵性調控作用。根據哺乳動物CME分子機理，植物格線蛋白與接頭蛋白AP2互作，而AP2與PIN互作，形成格線蛋白/ AP2/PIN複合物，最終導致PIN內吞，但缺乏直接的實驗證據。本申請項目在發現擬南芥格線蛋白輕鏈CLC調控PIN內吞的基礎上，綜合運用遺傳、細胞、生化等手段，開展以下幾項研究工作：（1）PIN2內吞保守基序(AP2識別位點)在PIN2內吞與極性定位中的生物學功能；（2）AP2介導PIN內吞的分子證據及其生物學功能；（3）CME抑制劑A23抑制PIN內吞的作用位點。通過這些研究深層次剖析PIN介導生長素極性運輸的分子調控機理，有利於闡明生長素調控植物生長發育的作用機理，期望獲得更高層次的原創性研究成果。
結題摘要
格線蛋白介導的內吞(clathrin-mediated endocytosis, CME)對胞外物質吸收、質膜蛋白豐度以及胞內外信號的傳遞中均起著關鍵性調控作用。在植物細胞中，生長素極性輸出載體PIN的內吞由格線蛋白和兩類接頭蛋白AP2複合體和TPC複合體共同介導完成。本項目擬剖析CME的調控機理從而闡明生長素極性輸出載體PIN內吞與極性定位的分子機理。目前已獲得了以下主要研究結果：（1）初步闡明了植物細胞內吞抑制劑(生長素、水楊酸SA和TyrA23)調控格線蛋白介導的質膜蛋白PIN2內吞的作用機理；發現生長素特異性地調控格線蛋白的質膜招募，而SA和TyrA23能同時調控格線蛋白和AP2的質膜招募，但生長素、SA和TyrA23均不影響TPC的質膜招募，為進一步從分子水平上剖析發育信號如何調控格線蛋白介導的PIN2內吞提供了細胞學證據。（2）分析了格線蛋白在下胚軸頂鉤(hook)的形成與藍光誘導的頂鉤打開、向光性生長中的生物學功能；在黑暗條件下，格線蛋白通過介導PIN3的內吞從而負調控生長素最大峰值(auxin maxima)和頂鉤的形成，為進一步研究黑暗、土壤顆粒以及內源發育信號生長素和乙烯如何調控CME提供了遺傳學和細胞學證據；在單側藍光下，PHOT1/2介導的藍光信號途徑通過調控格線蛋白從而誘導PIN3的側向定位和生長素的不對稱分布，為進一步剖析下胚軸向光性分子機理提供新的見解。（3）利用分子定點突變技術，分析PIN2內吞保守基序YxxΦ和LL在PIN2極性定位和向地性生長中的生物學功能；目前已全部完成14個YxxΦ和5個LL的突變版本的構建工作，並已分析了4個YxxΦ位點的生物學功能，發現了1個YxxΦ位點對PIN2的極性定位和向地性生長具有重要調控功能，其餘位點仍在分析之中。（4）合作研究了SCD1/2參與調控格線蛋白介導的膜蛋白運輸和氣孔細胞的分裂，一氧化氮NO信號途徑參與調控PIN蛋白的內吞、質膜豐度和亞細胞定位。 受本項目資助下，已發表相關學術論文SCI刊物3篇、國核心心刊物4篇，另有2篇Plant Physiol稿件正在投稿或修改中。培養研究生5人，正在培養9人。國際或全國性學術會議作報告4次，兄弟院校作學術報告2次，承辦全國性學術會議或研討會2次。
