液泡是是成熟植物細(xì)胞中最大的細(xì)胞器,在維持細(xì)胞滲透壓和膨壓、調(diào)節(jié)離子動(dòng)態(tài)平衡、貯藏和消化細(xì)胞內(nèi)代謝產(chǎn)物等過程中發(fā)揮重要作用,液泡膜蛋白對(duì)液泡功能的正常行使至關(guān)重要。然而,液泡常常位于細(xì)胞內(nèi)層深處,由于研究技術(shù)的限制,迄今仍無法對(duì)其膜蛋白動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行深入分析。
林金星教授團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上,以模式植物擬南芥為研究對(duì)象,通過裂解原生質(zhì)體提取完整的液泡,并將液泡固定于自制的樣品槽中,運(yùn)用全內(nèi)反射熒光顯微鏡并結(jié)合單分子示蹤技術(shù),實(shí)時(shí)追蹤和分析了液泡膜上不同蛋白的動(dòng)力學(xué)特征,時(shí)空尺度上精度分別達(dá)到100 ms和100 nm。此外,該研究通過分析與比較相同蛋白在不同膜系統(tǒng)(細(xì)胞質(zhì)膜和液泡膜)上的動(dòng)力學(xué)特征,以及不同蛋白在同一膜系統(tǒng)(液泡膜)上的動(dòng)力學(xué)特征,揭示了蛋白的動(dòng)力學(xué)與蛋白所處的微環(huán)境以及蛋白自身的特性密切相關(guān)。該團(tuán)隊(duì)成功地將全內(nèi)反射熒光顯微術(shù)的運(yùn)用由細(xì)胞質(zhì)膜延伸至液泡膜,為破譯植物液泡的生物學(xué)功能提供了新的途徑。
本成果已于10月26日在國(guó)際著名植物學(xué)期刊Molecular Plant正式發(fā)表(DOI:10.1016/j.molp.2016.10.015),IF="7.142"。林金星教授為該文的通訊作者,該團(tuán)隊(duì)2014級(jí)博士生呂雪芹為論文的第一作者,荊艷萍教授為論文的共同第一作者。該論文得到了高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃、分子設(shè)計(jì)與森林重建高精尖創(chuàng)新中心、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和自然科學(xué)基金委的支持。
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