植物细胞间通过胞间连丝的大分子物质转移对植物细胞分化、植物发育和形态建成等生理过程有重要的作用,因此对胞间连丝通透性调控机制的研究有重要的理论意义。植物病毒运动蛋白能够扩大胞间连丝的通透性使病毒核酸分子得以通过,因而成为研究胞间连丝通透性调控机制的重要探针。本研究根据运动蛋白是通过结合胞间连丝处的微丝骨架并引起微丝发生解聚来完成其扩大胞间连丝通透性功能的设想,在克隆、分离和纯化黄瓜花叶病毒运动蛋白的基础上,利用显微注射,药理学实验、生物化学分析和电镜、共焦显微镜观察分析等方法对运动蛋白结合和解聚微丝的性质和机制进行研究,提出运动蛋白通过微丝骨架调控胞间连丝通透性的作用模型;并进一步分离植物内源"运动蛋白"及其相关蛋白,为阐明植物胞间连丝通透性的调控机理提供新的实验证据和理论。
植物细胞间通过胞间连丝的大分子物质转移对植物细胞分化、植物发育和形态建成等生理过程有重要的作用,因此对胞间连丝通透性调控机制的研究有重要的理论意义。植物病毒运动蛋白能够扩大胞间连丝的通透性使病毒核酸分子得以通过,因而成为研究胞间连丝通透性调控机制的重要探针。本研究在克隆、分离和纯化黄瓜花叶病毒运动蛋白(CMV MP)的基础上,利用显微注射,药理学实验、生物化学分析和电镜、共焦显微镜观察分析等方法对运动蛋白通过结合和解聚微丝调控植物细胞胞间连丝的机制进行研究,发现CMV MP提高胞间连丝通透性的过程有微丝的参与,微丝解聚药剂松胞素D处理对运动蛋白提高胞间连丝通透性的效应有促进作用,而微丝稳定药剂鬼笔肽则具有抑制作用;体外的生化实验结果证明CMV MP可以结合微丝以及单体Actin,抑制微丝的聚合,切割微丝并"封闭"微丝的端部;CMV MP切割微丝具有ATP或GTP的依赖性,通过水解ATP或GTP切割微丝。本项目对运动蛋白通过微丝骨架调控胞间连丝通透性的作用的研究为阐明植物胞间连丝通透性的调控机理提供新的实验证据和理论。