獻禮新中國成立70周年|姜裡文等多位專家聯合撰寫「植物內膜系統細胞器生物發生及功能的分子機制研究」長篇綜述

2021-02-15 中國科學生命科學

所有真核細胞都含有一套由多種細胞器組成的內膜系統,包括內質網(endoplasmic reticulum, ER)、高爾基體(Golgi)、反式高爾基體網絡(trans-Golgi network, TGN)、液泡前體/多囊泡體(prevacuolarcompartment or multivesicular body, PVC/MVB)和液泡(vacuole)或溶酶體(lysosome)。這些細胞器在有序調控下被準確和高效地生成,參與細胞內物質運輸, 在生物個體的生長發育和對環境應答中發揮著重要作用。

植物細胞內膜運輸系統. A: 在經典分泌途徑中, 蛋白質經內質網和高爾基體被分泌到細胞膜或細胞外; B: EXPO分泌體介導的非經典分泌途徑; C: 多囊泡體介導的蛋白靶向液泡運輸途徑; D: 自噬體介導的蛋白靶向液泡從而完成降解和循環利用的途徑. EE,早期內體; ERES,內質網的排出位點

自2000年以來, 我國學者在植物內膜系統細胞器的生物發生及功能方向開展了深入研究並取得了重大進展。香港中文大學姜裡文教授、華南師範大學高彩吉教授、浙江農林大學沈錦波教授、香港中文大學莊小紅教授、崔勇博士聯合撰寫題為「植物內膜系統細胞器生物發生及功能的分子機制研究」的長篇中文綜述，正式發表在《中國科學：生命科學》中文版「新中國成立70周年生命科學研究進展專輯」。該文首先概述了我國學者在植物蛋白運輸領域中的代表性研究成果。隨後以液泡前體/多囊泡體為例, 重點介紹了其鑑定及由其介導的植物液泡蛋白轉運, 接著詳細闡述了由內體蛋白分選轉運裝置(endosomal sorting complexes required fortransport, ESCRT)介導的多囊泡體生物發生的分子機制, 並著重介紹了植物特異的ESCRT組分FREE1蛋白在其中的作用。此外, 近年來我國學者採用前沿的全細胞電子斷層掃描技術, 首次對植物根細胞內膜系統進行了精細的三維結構分析並提出了一種新型的由多囊泡體成熟轉變成液泡的模型, 為進一步研究液泡形成的分子調控機制提供了依據。最後,該文對當前植物細胞器(包括多囊泡體和液泡)的生物發生和功能的研究進行了總結, 並對此領域研究的發展前景做出了展望。

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為了更好地記載科學歷史、傳承科學精神、引領科學風尚，《中國科學：生命科學》根據自身綜合性期刊的定位和特色，在新中國成立70周年之際，組織出版「新中國成立70周年生命科學研究進展專輯」。「專輯」將回顧總結新中國成立以來，特別是改革開放40年來，我國在生命科學各領域所取得的重要進展和突出成就，展望未來發展趨勢。

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