高速转盘式共聚焦成像显微镜在植物细胞内的动态变化机制中的应用
发布时间:2024-02-20 11:03:31
高速转盘式共聚焦成像显微镜(品牌型号Andor Dragonfly)以低光毒性、多维度、长时间实时记录和观察活细胞内微小结构和单分子的动态变化,从而深入研究活细胞的生理变化过程。于2020年9月份安装使用后,已承担多个重大项目、国自然基金项目的科学研究,并取得很好的成果,尤其是在植物细胞内的动态变化机制方向的研究。如兰州大学向云课题组于2023年11月北京师范大学生命科学学院张毅教授团队在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。下图为张毅教授团队和北京师范大学珠海校区杜平州老师合作利用珠海校区的高速转盘式共聚焦成像显微镜拍摄的实验数据。
图. 微丝和微管参与高尔基体衍生的 SmaCCs/MASCs。