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在真菌研究领域，极性建立和维持机制尚不明晰。研究人员开展细胞末端标记蛋白（CEMPs）在真菌极性生长中作用的研究。结果发现 CEMPs 从酵母到丝状真菌都存在且参与极性维持等过程。这为深入理解真菌极性生长机制提供依据。
在微观的真菌世界里，极性生长现象十分神奇。从小小的酵母菌到复杂的丝状真菌，它们的细胞生长方向并非杂乱无章，而是有着精准的调控机制。然而，长期以来，科学家们对真菌极性建立和维持的具体分子机制知之甚少。尤其是在细胞末端标记蛋白（Cell-End Marker Proteins，CEMPs）的功能方面，存在诸多疑问：CEMPs 在不同真菌中是否都存在？它们在极性生长中究竟扮演着怎样的角色？这些问题就像一团团迷雾，笼罩着真菌研究领域，也促使科研人员踏上探索之旅。
为了揭开这些谜团，来自未知研究机构的科研人员围绕 CEMPs 展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Fungal Genetics and Biology》杂志上，为我们理解真菌极性生长提供了关键线索。
科研人员在研究中采用了多种关键技术方法。首先，利用遗传学手段，构建不同真菌的基因敲除和过表达菌株，如对Schizosaccharomyces pombe、Aspergillus nidulans、Arthrobotrys flagrans等真菌进行 CEMPs 编码基因的操作。其次，运用显微镜技术，包括常规荧光显微镜和超分辨率技术，观察细胞形态和蛋白定位变化。此外，通过生物信息学方法，分析不同真菌基因组中 CEMPs 的同源蛋白。
1. CEMPs 在真菌中的保守性研究
研究发现，CEMPs 在从酵母到丝状真菌的各类真菌中广泛存在。在Schizosaccharomyces pombe中，通过诱变筛选发现了tea1等 CEMPs 相关基因，它们参与细胞极性建立和维持。tea1蛋白由驱动蛋白 Tea2 沿微管运输，在微管正端积累后被转运至生长尖端，与 Mod5 等蛋白相互作用，锚定在细胞膜上 。Tea4/Wsh3则与 formin（For3）相互作用，将微管细胞骨架动力学与肌动蛋白丝形成的空间控制联系起来。
在Saccharomyces cerevisiae中，Kel1 和 Kel2 等 CEMPs 参与细胞融合过程，bud14与 Kel1、Kel2 相互作用招募 formin（Bnr1） 。在丝状真菌Aspergillus nidulans中，虽然最初未发现与酵母 CEMPs 明显同源的蛋白，但深入研究发现了 TeaA 等蛋白，其功能与酵母中的 CEMPs 类似，且 CEMPs 复合物位于特殊的富含甾醇的膜区域 。在捕食线虫的真菌Arthrobotrys flagrans中，CEMPs 在陷阱形成过程中发挥关键作用，缺失 TeaA 或 TeaC 会影响陷阱形成和形态 。对多个真菌基因组的调查显示，不同真菌谱系中都存在与 CEMPs 相似的蛋白，不过在不同真菌中其组成和功能可能存在差异。
2. 动态细胞延伸机制研究
极性生长依赖于正反馈循环，但过度的局部生长需要受到限制。研究表明，大量分泌小泡在 CEMPs 极性位点积累，随后在 Ca2+内流的诱导下与细胞膜融合。Ca2+内流还会导致肌动蛋白解聚，破坏小泡运输轨道和微管捕获轨道，从而限制了局部生长。这种正反馈和负反馈机制的平衡保证了细胞在小区域内延伸，而非整个顶端均匀生长。同时，研究还发现真菌细胞壁存在厚度不一的镶嵌状模式，但目前尚未明确该模式与 CEMPs 位置的关系。
3. CEMPs 与其他极性决定因子的相互作用研究
Cdc42 是参与极性的关键蛋白，属于 Rho 家族的小 GTP 酶。在真菌中，Cdc42 的活性受到鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs）和 GTP 酶激活蛋白（GAPs）的调控。当 Cdc42 处于活性状态时，会协调细胞骨架和膜运输机制构建极性生长位点。研究发现，CEMPs 在S. pombe中通过招募 Pom1 DYRK 激酶间接控制 Cdc42 活性，调节 GEF（Gef1）和 GAP（Rga4）的定位，进而影响 Cdc42 的激活。此外，Cdc42 还控制着外囊复合体的活性，该复合体对于分泌小泡与质膜的栓系和融合至关重要，如S. cerevisiae中的几丁质合酶 3（Chs3）由外囊复合体分泌。这表明 CEMPs 与 Cdc42 等极性决定因子相互作用，共同调控真菌极性生长。
4. CEMPs 功能的多样性及研究展望
研究发现 CEMPs 在不同真菌中具有多种功能，除了参与极性维持和建立，还在分支形成、菌丝融合、交配以及细胞间通讯等过程中发挥作用。然而，目前仍有许多问题有待解决。例如，CEMPs 在所有真菌中的功能是否保守尚不明确；不同真菌中 CEMPs 与其他细胞过程的相互联系也有待进一步研究。未来可利用合成致死筛选和空间蛋白质组分析等技术，深入探究极性控制网络。同时，超分辨率显微镜和扩展显微镜等技术的应用，有望更全面地揭示 CEMPs 的作用机制。
综上所述，该研究深入探讨了 CEMPs 在真菌极性生长中的重要作用，发现 CEMPs 在多种真菌中广泛存在且功能多样，它们通过与其他极性决定因子相互作用，共同调控真菌的极性生长过程。这一研究成果为理解真菌的生长发育机制提供了重要依据，也为后续进一步研究真菌极性生长的调控网络奠定了基础。不过，目前对于 CEMPs 的研究仍存在诸多未知领域，未来研究需要从更多角度、运用更多技术手段进行深入探索，以构建更完善的真菌极性生长调控理论体系。
