《SNARE蛋白VAMP721和VAMP722在生長素運輸載體動態轉運中的功能研究》是依託河南師範大學，由張亮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：SNARE蛋白VAMP721和VAMP722在生長素運輸載體動態轉運中的功能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張亮
- 依託單位：河南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
SNARE蛋白介導了內膜系統中複雜的囊泡運輸，實現了功能蛋白在胞內的動態轉運。前人研究表明，植物細胞中生長素運輸載體的動態轉運調控了生長素在組織細胞中的流向和梯度分布。然而，有關SNARE蛋白介導生長素運輸載體動態轉運的分子機制缺乏相關研究。本項目針對前人工作的不足，以擬南芥為材料，著重展開三方面的研究：(1)觀察分析SNARE VAMP721/VAMP722雙突變體中生長素極性運輸缺陷相關的表型；(2) 研究生長素運輸載體在雙突變體細胞中的亞細胞定位；(3) 探討VAMP721和VAMP722蛋白參與生長素輸運載體胞內轉運的分子機理。在本項目研究中，擬採用新型螢光蛋白標記、光漂白恢復和螢光相關光譜等一些新方法、新技術，旨在揭示VAMP721和VAMP722蛋白介導的囊泡運輸在生長素運輸載體的極性定位和胞內轉運中的作用，對進一步揭示生長素極性運輸的分子機理具有重要的科學意義。
結題摘要
SNARE蛋白複合體是由定位在靶膜上的Q-SNARE和囊泡膜上的v-SNARE組成，介導了內膜系統中囊泡與靶膜的融合，實現了功能蛋白在胞內的動態轉運。生長素是調控植物生長發育所必需的一類重要的植物激素，生長素運輸載體的定位和胞內轉運決定了生長素在組織細胞中的流向和梯度分布。然而，迄今為止，植物細胞中參與生長素輸出載體PIN 蛋白轉運的v-SNARE 蛋白尚未報導。本項目主要研究了擬南芥R-SNARE蛋白VAMP721和VAMP722在生長素運輸載體極性定位和胞內轉運中的功能。研究結果表明，vamp721vamp722突變體導致幼苗子葉發育異常，葉脈紊亂，不規則，不連續完整。與對照相比，vamp721vamp722幼苗根冠細胞澱粉粒分布紊亂，而且生長素標記蛋白分布模式也異常。PIN1-GFP在突變體幼苗根細胞中異常聚集，形成大的點狀，細胞基部的極性定位相對減少。PIN2-GFP在突變體幼苗根細胞質中異常表達，表現為小點狀、彌散狀分布，質膜上的極性定位發生變化，細胞質膜的側邊也有表達。囊泡運輸抑制劑BFA去除實驗表明，對照細胞中PIN2-GFP恢復到質膜定位。但是，vamp721vamp722突變體細胞中BFA聚集體仍顯著存在，表明VAMP721和VAMP722介導的囊泡運輸參與PIN2分泌到質膜上的轉運。細胞器標記蛋白定位分析表明，vamp721vamp722突變導致早期內涵體-TGN結構發生變化，形成聚集體，暗示了突變體影響功能膜蛋白的分泌運輸。此外，與野生型相比，vamp721vamp722突變體真葉發育畸形、遲緩，沒有表皮毛；突變體根細胞質膜完整性和細胞活性降低，根細胞中異常聚集了纖維素，胼胝質和木質素，而且vamp721vamp722突變導致胚胎髮育異常。上述結果揭示了VAMP721和VAMP722標記的囊泡可能通過調控生長素運輸載體的亞細胞定位和胞內轉運參與植株的生長發育，也為深入研究v-SNARE蛋白在植物生長發育中的作用奠定理論基礎。
