来源：BioArt植物
FERONIA（FER）属于长春花类受体激酶家族，是目前研究的热点受体激酶之一，其配体是多种RALFs短肽。目前，多个研究组运用遗传学、分子生物学和结构生物学的研究手段，解析了RALFs-FER早期的相互识别以及信号传递的多种调控机制，证明了FER参与植物生长发育和多种抗逆过程。然而，对RALF1-FER相互作用调控植物根伸长的分子细胞学机制研究还较少。近日，北京林业大学林木分子设计育种高精尖中心林金星教授研究组在国际知名刊物Development发表题为The RALF1-FERONIA interaction modulates endocytosis to mediate control of root growth in Arabidopsis的研究论文。该研究首次揭示了植物分泌肽RALF1通过其受体FER蛋白调控植物根伸长的细胞学机制。
该研究首先运用荧光蛋白标记技术，对FER以及多种内涵体标记蛋白双色活体标记、单分子成像和单颗粒追踪，并结合蔗糖密度梯度离心法，对细胞膜上FER-GFP的时空动态、聚合状态以及分布进行了分析。研究发现，RALF1处理能促进FER-GFP在细胞膜筏内的积聚，并降低FER-GFP在细胞膜上的扩散范围和扩散系数，但不影响FER的同源寡聚化状态。借助全内反射荧光显微术 (Total Internal Reflection Fluorescent Microscope, VA-TIRFM) 和荧光互相关光谱 (Fluorescence Crosscorrelation Spectroscopy, FCCS) 技术，深入分析了FER-GFP分别与Flot1-mCherry以及CLC-mCherry的共定位情况和相关性，发现RALF1处理显著提高FER与CLC的相关系数，并促进FER-GFP的胞吞。重要的是，RALF1-FER互作还能促进细胞膜蛋白PIN2和BRI1的胞吞。当Clathrin介导的胞吞途径受到抑制时，RALF1引起的根伸长抑制现象减弱，但并不影响RALF1引起的FER-GFP在细胞膜上的运动状态改变以及早期信号传递。由此，该研究揭示了RALF1-FER互作促进多种细胞膜蛋白的胞吞是RALF1抑制根伸长的重要细胞学机制。
图：FER-GFP在细胞膜上的动态及其分布北京林业大学高精尖中心博士后玉猛和青年研究员李瑞丽副教授为论文的共同第一作者，中心林金星教授和湖南大学于峰教授为通讯作者，北京林业大学林木分子设计育种高精尖中心为第一完成单位。在研究过程中，得到了国家自然科学基金、北京林木分子设计育种高精尖创新中心和中国博士后科学基金等项目资助。
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