非典型蛋白质胞吐外泌调控植物细胞极性产生和维系的时空作用规律和分子机制
结题报告
批准号:
91954110
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
68.0 万元
负责人:
王浩
依托单位:
学科分类:
C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘太波、王利娟、闫河、张晓晶、彭晓敏、陈本珍
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中文摘要
反式高尔基网状体是细胞内蛋白质分选、包装和运输的主要核心细胞器,在经典蛋白质运输途径中发挥着重要的生物学功能。我们前期研究表明,植物细胞内存在一条非典型蛋白质胞吐外泌途径。它不经过反式高尔基网状体,直接由高尔基体介导细胞壁合成与刚性关键果胶甲酯酶的极性胞吐外泌,来调控细胞极性的产生和维系。但是,该非典型蛋白质胞吐外泌途径的生物发生规律,以及介导和调控它的分子作用机制都尚未被揭示。本项目拟采用最新的线性贝塞尔光片显微成像系统,通过五维高分辨影像技术揭示该非典型蛋白质胞吐外泌途径的生物发生和作用规律。同时,进一步结合基因编辑和突变、细胞器蛋白质组学和遗传突变等手段,探明介导与调控该非典型途径的受体蛋白和调控因子,阐明其在植物细胞极性产生和维系中的分子作用机制。本项目对高尔基体介导的蛋白质分泌网络调控细胞极性和细胞壁合成研究有重要理论价值。
英文摘要
Trans-Golgi network, a key organelle in protein sorting, packaging and transportation, plays essential roles in the conventional protein trafficking pathways. Our previous studies showed that there is a distinct unconventional protein exocytosis pathway which mediates the secretion of pectin methylesterase bypassing TGN in plants. Pectin methylesterase is a vital enzyme that participates in regulating the plant cell wall formation and rigidity. Nevertheless, a key unanswered question is what is the underlying regulation mechanism of the unconventional protein exocytic pathway during polar cell growth and cytokinesis. In this study, we will employ the newly developed Line Bessel Sheet light-sheet microscope and advanced image processing and analysis software to reveal the spatiotemporal biogenesis of the unconventional protein polar secretion in plant cells. In addition, we will use a combination of gene editing and mutation, organelle proteomic and genetic approaches to characterize the regulatory proteins and interacting receptors which mediate the unconventional protein polar exocytosis to better understanding it molecular working mechanisms in regulating the polarity of plant cells. Our studies will advance our current understandings of Golgi related protein secretion network in regulating cell polarity in plants.
反式高尔基网状体是细胞内蛋白质分选、包装和运输的主要核心细胞器,在经典蛋白质运输途径中发挥着重要的生物学功能。我们前期研究表明,植物细胞内存在一条非典型蛋白质胞吐外泌途径。它不经过反式高尔基网状体,直接由高尔基体介导细胞壁合成与刚性关键果胶甲酯酶的极性胞吐外泌,来调控细胞极性的产生和维系。但是,该非典型蛋白质胞吐外泌途径的生物发生规律,以及介导和调控它的分子作用机制都尚未被揭示。本项目采用了最新的线性贝塞尔光片显微成像系统,通过五维高分辨影像技术揭示该非典型蛋白质胞吐外泌途径的生物发生规律。进一步结合基因编辑和突变、细胞器蛋白质组学和遗传突变等手段,已探明介导与调控该非典型途径的受体蛋白和调控因子,阐明其在植物细胞极性产生和维系中的分子作用机制。此外,在本项目执行过程中,我们还发现了自噬体可与花粉管中的受损线粒体相互识别、互作和降解,对花粉管的极性生长和雄性育性进行质量调控。在极性生长的花粉管中,同时存在多条自噬途径来分别介导不同底物的识别和降解,以维系细胞的快速代谢和生长的需要。其中,自噬体可与细胞微丝骨架相互作用,调控花粉和花粉管中微丝骨架的空间稳态结构,影响花粉精细胞的生物发生和花粉管的导向性生长,阐明了自噬体通过与微丝骨架的互作调控拟南芥雄性育性和受精的分作用机制。本项目对细胞器功能互作与交流研究有重要理论价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Exocytosis and Endocytosis: Yin-Yang Crosstalk for Sculpting a Dynamic Growing Pollen Tube Tip.
胞吐作用和内吞作用:阴阳串扰塑造动态生长的花粉管尖端
DOI:10.3389/fpls.2020.572848
发表时间:2020
期刊:Frontiers in plant science
影响因子:5.6
作者:Zhao L;Rehmani MS;Wang H
通讯作者:Wang H
Autophagy and its mediated mitochondrial quality control maintain pollen tube growth and male fertility in Arabidopsis.
自噬及其介导的线粒体质量控制维持拟南芥花粉管生长和雄性生育力
DOI:10.1080/15548627.2022.2095838
发表时间:2023-03
期刊:AUTOPHAGY
影响因子:13.3
作者:Yan, He;Zhuang, Menglong;Xu, Xiaoyu;Li, Shanshan;Yang, Mingkang;Li, Nianle;Du, Xiaojuan;Hu, Kangwei;Peng, Xiaomin;Huang, Wei;Wu, Hong;Tse, Yu Chung;Zhao, Lifeng;Wang, Hao
通讯作者:Wang, Hao
Apical vesicles: Social networking at the pollen tube tip
顶泡:花粉管尖端的社交网络
DOI:10.1016/j.repbre.2022.11.001
发表时间:2022-12
期刊:Reproduction and Breeding
影响因子:--
作者:Xun Weng;Hao Wang
通讯作者:Hao Wang
OsVSR调控水稻花粉发育与育性的生物学功能和分子作用机制
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王浩
  • 依托单位:
OsVSRs调控水稻花粉发育的分子作用机制和功能
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王浩
  • 依托单位:
自噬体在花粉萌发和生长中的生物发生与功能
  • 批准号:
    31770196
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王浩
  • 依托单位:
非典型蛋白质胞吐调控植物细胞壁合成的分子基础及其作用机制
  • 批准号:
    31570001
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    王浩
  • 依托单位:
国内基金
海外基金