植物高温响应新机制:PIF4-ArpC5-自噬轴调控下胚轴伸长

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Developmental Cell 10.7

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  来自Pan等的研究团队揭示了拟南芥下胚轴响应高温环境的关键分子机制。研究发现,PIF4通过上调ArpC5表达重构微丝骨架并激活自噬(autophagy),进而降解PIN3并重塑生长素分布,最终促进下胚轴伸长。该研究为植物温度适应性生长提供了新的理论框架。

  

当环境温度升高时,植物会启动精妙的分子调控网络来适应这种胁迫。最新研究发现,在拟南芥中,光敏色素互作因子4(PIF4)扮演着温度感应器的角色。在高温条件下,PIF4会显著上调肌动蛋白相关蛋白2/3复合体(Arp2/3 complex)的关键亚基ArpC5的表达。

这个看似简单的分子开关却引发了一系列精密的细胞事件:ArpC5促进肌动蛋白微丝(actin cables)的组装,为自噬体(autophagosome)的形成搭建了"分子轨道"。更有趣的是,ArpC5还能与自噬标志蛋白ATG8"携手合作",指导自噬体沿着这些肌动蛋白轨道定向运输。

被激活的自噬途径展现出了惊人的特异性——它选择性地降解了生长素转运蛋白PIN3。这种精准的蛋白质清除行为重塑了生长素(auxin)的空间分布模式,最终驱动下胚轴细胞的伸长生长。这项研究不仅揭示了PIF4-Arp2/3-肌动蛋白-自噬这条全新的信号轴,更为理解植物如何应对全球变暖带来的环境挑战提供了分子层面的见解。

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