青年百人博士Plant Cell解析精密调控

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【字体：大中小】 时间：2010年10月19日 来源：生物通

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　　研究发现微丝细胞骨架的动态组装控制花粉管的极性生长。然而到目前为止，人们对花粉管如何精密调控微丝的动态组装还知之甚少。在最近的研究中，来自中科院植物研究所的研究人员发现拟南芥缺失VILLIN5之后花粉管中微丝的稳定性迅速下降，进而影响花粉管生长，说明拟南芥VILLIN5很可能通过稳定微丝调控极性生长。这一研究成果公布在植物学权威期刊Plant Cell杂志上。

生物通报道：研究发现微丝细胞骨架的动态组装控制花粉管的极性生长。然而到目前为止，人们对花粉管如何精密调控微丝的动态组装还知之甚少。在最近的研究中，来自中科院植物研究所的研究人员发现拟南芥缺失VILLIN5之后花粉管中微丝的稳定性迅速下降，进而影响花粉管生长，说明拟南芥VILLIN5很可能通过稳定微丝调控极性生长。这一研究成果公布在植物学权威期刊Plant Cell杂志上。

领导这一研究的是植物研究所黄善金研究员，其早年毕业于浙江农业大学，2001年获得中国农业大学博士学位，曾在美国普渡大学生物系做博士后，2006年入选中国科学院“****”。

花粉管在花柱中快速生长最后成功地把两个不能运动的精细胞送到胚囊中以完成高等植物的双受精过程。研究表明微丝细胞骨架对花粉管的生长行使非常重要的调节作用。各种药理学处理以及遗传学操作干扰微丝的排布方式和动态组装特性就会抑制花粉管的极性生长，但是微丝细胞骨架如何调节花粉管生长的机理还不是特别清楚。

在这篇文章中，研究人员对花粉中高度表达的微丝相关蛋白VILLIN5进行了功能解析，发现拟南芥缺失VILLIN5之后花粉管中微丝的稳定性迅速下降，进而影响花粉管生长，说明拟南芥VILLIN5很可能通过稳定微丝调控极性生长。

利用体外生化分析和全内反射荧光显微技术，研究人员发现，VILLIN5具有微丝成束和依赖于钙离子的微丝切割功能，同时还发现生理水平的钙离子浓度足以激活VILLIN5的切割活性。

该研究为植物VILLIN在细胞内的生理学功能提供了直接证据，丰富了人们对该蛋白家族作用的理解，暗示VILLIN5很可能通过协同钙离子信号调控花粉管生长。该研究成果为阐明微丝细胞骨架与植物细胞极性生长的关系，进而建立植物细胞极性生长的调控网络提供了重要的实验证据。

（生物通：万纹）

作者简介：

黄善金博士

电话：010-62836675 研究员
·1996年浙江农业大学获学士学位
·2001年中国农业大学获博士学位
·2001-2006年美国普渡大学生物系做博士后
·2006年入选中国科学院“****”。

研究方向：
花粉管在花柱中快速生长最后成功地把两个不能运动的精细胞送到胚囊中以完成高等植物的双受精过程。研究表明微丝细胞骨架对花粉管的生长行使非常重要的调节作用。各种药理学处理以及遗传学操作干扰微丝的排布方式和动态组装特性就会抑制花粉管的极性生长，但是微丝细胞骨架如何调节花粉管生长的机理还不是特别清楚。微丝细胞骨架的特定空间排列方式及高度动态的组装特性有赖于各种微丝细胞骨架相关蛋白的作用，我们实验室期望通过对各种微丝细胞骨架相关蛋白的功能解析以理解微丝细胞骨架调节花粉管极性生长的分子机理。

代表文章：

Khurana P, Henty JL, Huang S, Staiger AM, Blanchoin L and Staiger CJ. Arabidopsis VILLIN1 and VILLIN3 have overlapping and distinct activities in actin bundle formation and turnover. Plant Cell. 2010, 22:2727-2748

Zhang H, Qu X, Bao C, Khurana P, Wang Q, Xie Y, Zheng Y, Chen N, Blanchoin L, Staiger C.J and Huang S*. Arabidopsis VILLIN5, an actin filament bundling and severing protein, is required for normal pollen tube growth. Plant Cell. 2010, 22: 2749-2767

Huang S, Gao L, Blanchoin L and Staiger CJ. Heterodimeric capping Protein from Arabidopsis is regulated by phosphatidic acid. Mol Biol Cell. 2006,17(4):1946-1958.

Xu C#, Huang S# and Yuan M. Dimethyl sulfoxide is feasible for plant tubulin assembly in vitro: A comprehensive analysis. J Integr Plant Biol. 2005,47(4):457-466 . (#joint first authors)

Basu D, Le J, El-Essal Sel-D, Huang S, Zhang C, Mallery EL, Koliantz G, Staiger CJ and Szymanski DB. DISTORTED3/SCAR2 is aputative arabidopsis WAVE complex subunit that activates Arp2/3 complex and is required for epidermal morphogenesis. Plant Cell. 2005,17:502-524.

Michelot A#, Guerin C#, Huang S#, Ingouff M, Richard S, Rodiuc N, Staiger CJ and Blanchoin L. The formin homology 1 domain modulates the nucleation and bundling activity of Arabidopsis FORMIN1. Plant Cell. 2005,17(8):2296-2313 . (#joint first authors)

Huang S, Robinson RC, Gao LY, Matsumoto T, Brunet A, Blanchoin Land Staiger CJ. Arabidopsis VILLIN1 generates actin filament cables that are resistant to depolymerization. Plant Cell. 2005,17(2):486-501.

Huang S, Blanchoin L, Chaudhry L, Franklin-Tong VE and Staiger CJ. A gelsolin-like protein from Papaver rhoeas pollen stimulates calcium-regulated actin severing and depolymerization. J Biol Chem. 2004,279(22):23364-23375 . (cover story)

Huang S, Blanchoin L, Kovar DR and C.J. Staiger. Arabidopsis capping protein (AtCP) is a heterodimer that regulates assembly at the barbed ends of actin filaments. J Biol Chem. 2003,278(45):44832-44842.

Huang S and M Yuan. Plant microtubule dynamics and its regulation. Progress in Plant Science. 2002,4:113-122 . (In Chinese)

Huang S, Ren H and Yuan M. In vitro assembly of plant tubulin in the absence of microtubule-stabilizing reagents. Chinese Science Bulletin. Chinese Sci Bull. 2000,45:2258–2263.