驱动蛋白HUG1/2介导的雄性生殖单元组装机制在拟南芥精子递送中的关键作用

来自Chang等研究人员通过超分辨显微技术和活细胞成像，揭示了拟南芥花粉发育过程中HUG1和HUG2两种驱动蛋白形成微管笼结构，将营养核与精细胞前体束缚为雄性生殖单元(MGU)的创新机制。该研究首次阐明被子植物精子运输的细胞遗传学基础，为植物生殖生物学提供了重要理论突破。

　　

在被子植物中，与依赖分子马达运动的动物鞭毛精子不同，不动精子需要通过花粉管细胞质运输完成受精。自1970年代以来，研究者观察到两个精细胞（或其前体生殖细胞）与花粉营养核形成称为雄性生殖单元(male germ unit, MGU)的聚合结构，但其组装机制始终成谜。

最新研究发现，拟南芥(Arabidopsis)中两种驱动蛋白(kinesin)HUG1和HUG2通过构建精妙的蛋白质笼结构调控MGU组装。超分辨显微技术揭示，这两种分子马达在营养核周围形成驱动蛋白笼(kinesin cage)，同时在生殖细胞外围构建独特的双层微管笼(microtubule cage)结构，将二者牢固束缚为功能单元。

遗传分析表明，HUG蛋白缺失会导致MGU结构解聚，引发精子递送障碍和植株完全不育。该研究不仅首次阐明驱动蛋白介导的MGU组装机制，更揭示了被子植物精子运输的关键细胞学基础，为理解植物有性生殖的进化适应提供了全新视角。