多芽酵母中Pak1介导的负反馈调控机制实现极性位点动态平衡

来自Crocker等的研究团队揭示了多芽酵母Aureobasidium pullulans中细胞极性的调控机制。该研究通过解析极性位点数量与细胞尺寸的关联性，发现极性回路中由Pak1蛋白介导的负反馈作用可促使极性位点振荡并实现均衡分布，为真菌形态发生的多样性调控提供了新见解。

　　

在真菌和动物的形态发生过程中，小GTP酶Cdc42和Rac的极化起着关键作用。与单芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）不同，多芽酵母Aureobasidium pullulans能在单个细胞周期内建立多个共存极性位点，形成多芽结构。研究发现：

1. 极性位点数量与细胞尺寸呈正相关，暗示尺寸依赖性调控机制；
2. 极性组分在共存位点间呈现异步振荡，缺乏全局耦合性；
3. 理论预测的负反馈特征通过Pak1蛋白实现：该蛋白依赖Rac1（而非Cdc42）定位，通过延迟负反馈促使极性位点振荡并均衡化；
4. Pak1缺失株产生大小不均的芽体，证实其维持极性平衡的核心作用。

该研究首次阐明保守极性信号网络如何通过Pak1-Rac1轴重编程，突破真菌单芽生长的限制，为理解多细胞化进化提供了活体模型。振荡动力学与负反馈的耦合机制，或为组织工程中的空间模式调控提供新思路。