PLoS Biology| 植生所揭示CTL1影响植物生长发育及离子平衡新机制

PLoS Biology| 植生所揭示CTL1影响植物生长发育及离子平衡新机制

转载自植生所

2017年12月28日，PLoS Biology（影响因子9.797）杂志在线发表了植生所晁代印研究组题为“A new vesicle trafficking regulator CTL1 plays a crucial role in ion homeostasis”的研究论文。该研究揭示了拟南芥胆碱转运蛋白CTL1通过调控囊泡运输影响植物的生长发育及离子平衡的新机制，同时这也是首次有研究发现胆碱在生物体囊泡运输方面发挥着重要作用。

胆碱及其后续产物磷脂酰胆碱(PC)是真核细胞细胞膜的重要组成部分，占到细胞膜磷脂总含量的60%，然而它们的含量在从内质网合成，然后经由高尔基体和囊泡运输到质膜的过程中逐渐减少，且在细胞质膜上极性分布在于脂双层外侧，这些现象的意义一直未知，也让人们对于胆碱及PC的功能产生疑惑。晁代印课题组运用离子组学手段，通过正向遗传学筛选，获得一个多种矿质元素含量发生显著变化的突变体sic1，并通过图位克隆证实一个编码胆碱转运蛋白的基因CTL1的点突变导致了该表型。

深入研究表明，CTL1基因能够影响拟南芥胞间连丝的发育及其功能，从而阻碍了根部重要转录因子SHR蛋白从中柱向内皮层细胞的移动，造成了sic1突变体中的细胞属性的变化，进而导致HKT1和HMA4等离子转运蛋白基因在根部外皮层异位表达而影响了植株中Na和Zn的含量。此外，细胞生物学的实验结果表明sic1突变体中包括胞吞和蛋白运输在内的囊泡运输过程受到明显抑制，这种囊泡运输过程的异常使得Fe、Mn离子的转运蛋白NRAMP1等膜蛋白的开放交通（protein trafficking）过程和亚细胞定位（subcellular localization）受到影响，从而影响了Mn离子的运输。同时胆碱处理及脂质组分析结果表明，sic1细胞质中的胆碱含量升高打破了细胞膜系统中的磷脂平衡，从而影响了细胞的囊泡运输过程。

该研究不仅为理解植物调控离子组稳态提供了新思路，并且在真核生物中首次阐明胆碱和磷脂酰胆碱作为一种重要的细胞膜组分在囊泡运输过程中的重要作用，对人们全面了解囊泡运输这一基础生物学过程提供了新的方向。美国AAAS旗下的EurekAlert “News Release”栏目对该科研成果进行了采访,并与同日刊出。此外，《PLoS Biology》杂志还将在同期刊发 名为“Lipids at the crossroad: shaping biological membranes heterogeneity define trafficking pathways”的评论性综述文章，对该研究成果进行详细的评论和介绍。

以下截图来自文章：

晁代印研究组多次使用翊圣的Hieff Clone^TM One Step Cloning Kit（CAT:10905 ）将相应片段成功克隆到载体上，为课题的后续开展提供了强有力的实验工具。

翊圣生物经数年潜心研究，精益求精。摸索与优化反复循环，实现了“末端同源重组技术”由理论到应用的升级，研发出Hieff Clone^TM系列克隆产品。该系列产品克隆效率显著提升，可达95%以上。基于同源重组的方式，该系列产品无需考虑酶切位点，适用于任何载体和任意片段的连接。同时兼具连接反应时间短（20 min）、操作简单等优势。

克隆试剂盒链接 ：http://www.yeasen.com/Productfeature/1888.htm

翊圣生物立足于酶制剂生产，为科研院所、高校和分子诊断公司提供国际一流品质的试剂。目前主要是面向基础科研、高通量建库和分子诊断相关试剂。

文章摘自：植生所