细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的结构之一，不仅决定着植物细胞的形状，而且在保护细胞、调控细胞粘附和细胞增殖等方面都发挥着重要作用。纤维素是细胞壁的主要成分之一，由纤维素合酶 (Cellulose synthase，CesA) 在细胞质膜表面合成。CesA在内质网合成后转运到高尔基体中，进一步组装成为纤维素合酶复合体 (Cellulose Synthase Complex, CSC)，最终CSC转运至细胞质膜合成纤维素。目前关于CSC胞内转运过程及其调控机制还非常不清楚。
近日，新京澳门葡萄城张毅教授团队在Nature Communications上发表了题为“Actomyosin and CSI1/POM2 cooperate to deliver cellulose synthase from Golgi to cortical microtubules in Arabidopsis”的研究论文，报道了一种新的囊泡生成途径促进纤维素合酶胞内转运的研究进展。
在这项研究中，张毅教授团队通过活细胞成像发现了一条将CSC转运出高尔基体的非经典途径：高尔基体局部形变产生管状结构，管状结构延伸、断裂、产生一类称为SmaCCs/MASCs的囊泡，从而将CSC转运出高尔基体。该过程没有反面高尔基体网 (Trans-Golgi Network, TGN) 的参与，而是至少需要满足两个条件：一是在管状结构产生后高尔基体需要持续向一个方向运动；二是管状结构末端需要锚定在周质微管上。细胞生物学和遗传学的研究结果表明，XI型肌球蛋白Myosin XI-K、XI-1和XI-2驱动高尔基体沿微丝运动至细胞边缘接触周质微管，促使高尔基体管状结构生成、延长和断裂；而纤维素合酶和微管的连接蛋白CSI1/POM2是将高尔基体管状结构末端稳定锚定在微管上的关键因子。
新京澳门葡萄城博士生刘璐和王婷副教授为论文的共同第一作者，张毅教授为通讯作者。北京师范大学珠海校区的杜平州博士和哥本哈根大学Staffan Persson教授也参与了这项工作。该工作得到了国家自然科学基金项目的资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43325-9
