Recycling, clustering, and endocytosis jointly maintain PIN auxin carrier polarity at the plasma membrane.
Recycling, clustering, and endocytosis jointly maintain PIN auxin carrier polarity at the plasma membrane.
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DOI：
10.1038/msb.2011.72
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发表时间：
2011-10-25
影响因子：
9.9
通讯作者：
Friml, Jiri
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kleine-Vehn, Juergen;Wabnik, Krzysztof;Martiniere, Alexandre;Langowski, Lukasz;Willig, Katrin;Naramoto, Satoshi;Leitner, Johannes;Tanaka, Hirokazu;Jakobs, Stefan;Robert, Stephanie;Luschnig, Christian;Govaerts, Willy;Hell, Stefan W.;Runions, John;Friml, Jiri
关键词：
蛋白质在质膜上的不对称分布所反映的细胞极性是单细胞和多细胞生物的一个基本特征。在细胞壁包裹的植物细胞中，细胞极性是如何保持的，在概念上还不清楚。我们使用超分辨率和半定量活细胞成像，结合药理学、遗传学和计算方法，揭示了拟南芥细胞极性维持的机制。我们发现，植物激素生长素的PIN转运体通过超极性循环被运送到极性域的中心。在质膜内，PIN被招募到非移动的膜团簇中，其侧向扩散显著减少，从而确保了更长的极性保留。在绕过极域的边缘，逃逸货物的空间定义的内化通过依赖于笼蛋白的内吞作用发生。计算机模拟证实，这些过程的结合为植物细胞中的极性维持提供了一种稳健的机制。此外，我们的研究表明，侧向扩散和空间上定义的内吞作用的调节，而不是超极的胞吐作用，对PIN极性的维持起着主要的作用。
Cell polarity reflected by asymmetric distribution of proteins at the plasma membrane is a fundamental feature of unicellular and multicellular organisms. It remains conceptually unclear how cell polarity is kept in cell wall-encapsulated plant cells. We have used super-resolution and semi-quantitative live-cell imaging in combination with pharmacological, genetic, and computational approaches to reveal insights into the mechanism of cell polarity maintenance in Arabidopsis thaliana. We show that polar-competent PIN transporters for the phytohormone auxin are delivered to the center of polar domains by super-polar recycling. Within the plasma membrane, PINs are recruited into non-mobile membrane clusters and their lateral diffusion is dramatically reduced, which ensures longer polar retention. At the circumventing edges of the polar domain, spatially defined internalization of escaped cargos occurs by clathrin-dependent endocytosis. Computer simulations confirm that the combination of these processes provides a robust mechanism for polarity maintenance in plant cells. Moreover, our study suggests that the regulation of lateral diffusion and spatially defined endocytosis, but not super-polar exocytosis have primary importance for PIN polarity maintenance.
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DOI：
10.1083/jcb.200806035
发表时间：
2008-12-15
期刊：
The Journal of cell biology
影响因子：
--
作者：
Grossmann G;Malinsky J;Stahlschmidt W;Loibl M;Weig-Meckl I;Frommer WB;Opekarová M;Tanner W
通讯作者：
Tanner W
DOI：
10.1073/pnas.97.7.3718
发表时间：
2000-03-28
影响因子：
11.1
作者：
Cutler, SR;Ehrhardt, DW;Somerville, CR
通讯作者：
Somerville, CR
影响因子：
11.6
作者：
Kleine-Vehn, Juergen;Dhonukshe, Pankaj;Friml, Jiri
通讯作者：
Friml, Jiri
影响因子：
64.8
作者：
Dhonukshe, Pankaj;Tanaka, Hirokazu;Goh, Tatsuaki;Ebine, Kazuo;Mahonen, Ari Pekka;Prasad, Kalika;Blilou, Ikram;Geldner, Niko;Xu, Jian;Uemura, Tomohiro;Chory, Joanne;Ueda, Takashi;Nakano, Akihiko;Scheres, Ben;Friml, Jiri
通讯作者：
Friml, Jiri
DOI：
10.1073/pnas.0910772107
发表时间：
2010-03-16
影响因子：
11.1
作者：
Alassimone, Julien;Naseer, Sadaf;Geldner, Niko
通讯作者：
Geldner, Niko