摘要：新的研究揭示了植物如何精确控制其生长和发展，揭示了看似相似的分子成分实现了令人惊讶的工作。...

剑桥大学塞恩斯伯里实验室的新研究揭示了植物如何精确控制其生长和发展，揭示了看似相似的分子成分实现了令人惊讶的不同工作。

该研究发表在科学进步，专注于疤痕/波蛋白复合物，这是一种至关重要的分子机，通过指导内部细胞支架的形成称为肌动蛋白细胞骨架。这对于诸如根毛的生长（对于营养摄取至关重要的过程）和称为毛状毛发的形状至关重要的过程至关重要。

与其他复杂生物一样，植物依靠其细胞骨架的动态重组来生长和对其环境做出反应。疤痕/波复合物在此过程中通过激活另一组称为ARP2/3复合物的蛋白质起着关键作用，该蛋白质启动了肌动蛋白丝的分支。尽管疤痕/波在许多植物物种中发现了基因，它们通常是相关基因的小家族，科学家一直在想这些不同版本是否扮演独特的角色。

由塞巴斯蒂安·舒纳克（Sebastian Schornack）博士领导的剑桥队在模型豆类植物中调查了两个密切相关的疤痕蛋白MTAPI和MTHAPI1Medicago truncatula。他们发现这些蛋白质尽管相似，但并不能互换。 MTAPI对于正常的根毛发育至关重要，但是MTHAPI1无法扮演此角色。相反，在模型工厂进行测试时拟南芥，mthapi1，但不是mtapi，可以挽救由于故障而引起的毛状体开发中的缺陷拟南芥疤痕蛋白。这清楚地表明，这两种相关的疤痕蛋白在植物中具有不同的功能。

深入研究，该研究确定了MTAPI内在无序区域内的特定42个氨基酸序列，从而显着影响蛋白质稳定性。该短节段的存在导致植物细胞中MTAPI蛋白的水平较低，这表明是一种细微调整蛋白质丰度的机制。有趣的是，该段似乎是一种普遍的不稳定元素，即使在不同的植物物种中也影响了其附着在其上的其他蛋白质。

“我们的发现揭示了植物如何使用密切相关的蛋白质实现功能多样性的引人入胜的分子基础，该研究的主要作者萨宾·布鲁姆（Sabine Brumm）博士说。”固有的无序区域，最不理解的区域实际上对于定义这些疤痕蛋白在细胞中所做的事情至关重要。“

这项研究大大提高了我们对疤痕/波复合物如何调节以及如何对植物发育有何贡献的理解。 “通过发现这些疤痕蛋白的不同，我们可以更深入地了解控制植物中细胞形状和生长的复杂机制，” Schornack博士解释说。这些知识可能对理解植物 - 微生物相互作用有影响，并有可能制定提高植物生长和韧性的策略。“

该研究强调了植物中分子调节的复杂性和优雅性，并为研究蛋白质稳定性和功能如何控制开辟了新的途径。