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，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。

北京师范大学生命科学学院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