Nature Commun | 华中农业大学王鹏蔚团队解析选择性自噬调控花器官与柱头衰老的分子机制

华中农业大学王鹏蔚团队在《Nature Communications》发表研究，揭示了开花植物特有的胞吐复合体成员Exo84c通过与内质网定位蛋白VAP27相互作用，参与调控花器官与柱头衰老的分子机制。研究背景与意义植物花器官寿命决定有效授粉期和种子数量，柱头组织负责花粉识别与接受，影响双受精过程。自噬过程的分子机制研究已相对完善，但自噬在植物生殖发育中的功能尚不清楚。该研究首次从细胞生物学角度揭示了胞吐复合体成员Exo84c参与柱头衰老的调控机制，解析了内质网参与介导胞吐复合体选择性自噬降解的新途径，不仅揭示了自噬途径在花器官衰老过程中的作用，也为通过延长有效授粉窗口保证产量提供了理论依据。关键分子与相互作用Exo84c：开花植物特有的胞吐复合体成员，植物Exo84蛋白有三种亚型，分别为Exo84a、Exo84b和Exo84c。VAP27：内质网定位蛋白，特异性与Exo84c互作。相互作用机制：Exo84c与VAP27相互作用，参与植物柱头衰老过程。突变体实验结果拟南芥exo84c突变体：柱头细胞衰老延缓。vap27-1/3双突变体：柱头提前衰老。细胞成像观察发现对衰老过程中柱头乳突细胞进行活细胞成像观察，发现乳突细胞衰老过程中Exo84c与VAP27通过自噬途径进入液泡内降解。Exo84c与VAP27的互作还介导胞吐复合体及其成员通过选择性自噬途径降解，影响柱头细胞的活性，以及有效授粉期。研究团队与支持第一作者：华中农业大学园艺林学学院博士后张彤博士。通讯作者：王鹏蔚教授。参与人员：王鹏蔚教授课题组成员博士研究生李怡凡、李柽钖，博士后臧婧泽、高二林等。指导人员：屈晓璐研究员、Patrick J. Hussey教授参与指导相关研究。项目支持：该研究得到了国家自然科学基金面上项目、细胞器互作重大研究计划、华中农业大学青年团队培育项目、中国博士后科学基金等项目的支持。实验室研究方向王鹏蔚教授实验室长期致力于研究植物内质网-细胞器互作的分子机制与生物学功能，重点关注细胞器互作网络、细胞骨架在选择性自噬、植物生殖发育与果实发育等方面的作用。论文链接https://www.nature.com/articles/s41467-023-40729-5