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动态肌动蛋白细胞骨架重组对植物发育至关重要，SCAR/WAVE 复合物通过 ARP2/3 介导的肌动蛋白分支起关键作用。研究针对蒺藜苜蓿 SCAR 蛋白功能差异，利用嵌合体方法发现其功能依赖两个中央 IDRs，且 42 氨基酸序列影响稳定性，为理解植物 SCAR/WAVE 复合物提供新视角。
在植物的生长发育进程中，肌动蛋白细胞骨架的动态重组扮演着关键角色，像根毛和叶毛状体的形成这类需要极性运输的过程都与之息息相关。其中，SCAR/WAVE（suppressor of cAMP receptor/WASP family verprolin homologous）复合物通过调控 ARP2/3（Actin-Related Protein 2/3）介导的肌动蛋白分支，在这一动态重组过程中起着举足轻重的作用。然而，尽管 SCAR/WAVE 基因在多种植物物种中以小家族形式存在，但它们是否具有不同功能以及如何实现功能差异，至今仍不明确。为了揭开这一谜团，来自相关研究机构的研究人员以蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）为研究对象，开展了深入研究，其成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上。
研究人员主要采用了系统的嵌合体方法，对蒺藜苜蓿中两个密切相关的 SCAR 蛋白的功能差异进行探究。
研究结果部分：
- 蒺藜苜蓿 SCAR/WAVE 旁系蛋白功能存在差异：研究发现，AtSCAR2 和百脉根同源物 SCARN 在蒺藜苜蓿根中表达时可替代 MtAPI 功能，显示出一定功能保守性。但 MtHAPI1 无法互补 MtAPI 突变体的短根毛表型，而在拟南芥 dis3-4 突变体中，MtHAPI1 和 AtSCAR2 能纠正叶毛缺陷，MtAPI 则不能，表明二者功能具有特异性。
- MtAPI 和 MtHAPI1 的特异性由两个 IDRs 决定：通过分析蛋白序列并构建 API/HAPI1 嵌合蛋白，发现交换区域 2 和 4 可使二者功能互换，单独交换则不行，说明这两个内在无序区域共同决定了它们在不同植物中的功能。
- 特定氨基酸而非蛋白长度决定 MtSCAR 特异性：对比分析发现 MtHAPI1-like 蛋白缺少 MtAPI 中的三个氨基酸片段，通过删除或替换这些片段为 GS linker，发现功能差异与特定氨基酸序列有关，而非长度，且这些片段影响蛋白在拟南芥中的定位和丰度。
- 42 氨基酸序列使拟南芥和本氏烟草中的蛋白不稳定：研究表明，MtAPI 中的 42 氨基酸序列（片段 A）足以阻止叶毛形态恢复并降低蛋白丰度，在本氏烟草中也验证了该序列可降低蛋白稳定性，其机制可能与潜在的翻译后修饰位点有关，但具体机制尚不明确。
研究结论表明，植物 SCAR/WAVE 蛋白在根毛或叶毛形成中的作用依赖于两个中央内在无序区域（IDRs），蒺藜苜蓿 SCAR 蛋白的功能差异与 IDR 中影响蛋白稳定性的 42 氨基酸序列的有无相关。这项研究为植物 SCAR/WAVE 复合物功能差异提供了分子基础，有助于深入理解 SCAR 蛋白特异性及调控 ARP2/3 激活的机制，也为探索植物发育和植物 - 微生物相互作用开辟了新方向。
