郝兆东
PNAS:源自线粒体GPAT的LPA作用于PIN1介导的生长素极性运输以及胚胎和胚后发育
2022-12-5 22:39
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Mitochondrial GPAT-derived LPA controls auxin-dependent embryonic and postembryonic development

第一作者Qianru Jia

第一单位南京农业大学

通讯作者Qun Zhang


 Abstract 

背景回顾:Membrane properties are emerging as important cues for the spatiotemporal regulation of hormone signaling. Lysophosphatidic acid (LPA) evokes multiple biological responses by activating G protein–coupled receptors in mammals. 


主要发现In this study, we demonstrated that LPA derived from the mitochondrial glycerol-3-phosphate acyltransferases GPAT1 and GPAT2 is a critical lipid-based cue for auxin-controlled embryogenesis and plant growth in Arabidopsis thaliana. 


结果1-GPAT1/2-LPA-PIN1LPA levels decreased, and the polarity of the auxin efflux carrier PIN-FORMED1 (PIN1) at the plasma membrane (PM) was defective in the gpat1 gpat2 mutant. As a consequence of distribution defects, instructive auxin gradients and embryonic and postembryonic development are severely compromised. 


结果2-LPA-PIN1-auxinFurther cellular and genetic analyses revealed that LPA binds directly to PIN1, facilitating the vesicular trafficking of PIN1 and polar auxin transport. 


结论Our data support a model in which LPA provides a lipid landmark that specifies membrane identity and cell polarity, revealing an unrecognized aspect of phospholipid patterns connecting hormone signaling with development.


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Schematic illustration of the interaction between LPA and PIN1 in the regulation of auxin signaling.


 摘 要 

越来越多的研究表明,细胞膜的特性作为激素信号时空调节的重要线索发挥功能。在哺乳动物中,溶血磷脂酸(LPA)通过激活G蛋白偶联受体介导多种生物响应。本文中,作者发现源自线粒体的甘油-3-磷酸酰基转移酶GPAT1和GPAT2的LPA是拟南芥中生长素控制的胚胎发生和植物生长的关键脂质线索。在gpat1 gpat2双突变体中,LPA水平降低,并且质膜(PM)上生长素外流载体PIN-FORMED1(PIN1)的极性存在缺陷。由于PIN1的分布缺陷,向性的长素梯度以及胚胎发育和胚后发育受到严重影响。进一步的细胞和遗传分析表明,LPA可直接与PIN1结合,促进PIN1的囊泡运输和极性生长素运输。本文的研究结果表明LPA提供了一个脂质标志物,能够制定细胞膜的特性和细胞极性,揭示了一个作用于连接激素信号和植物生长发育的未知磷脂模式。




** 张 群 **


个人简介:

2000-2004年,山东农业大学,学士;

2004-2009年,南京农业大学,博士;

2009-2012年,南京农业大学,讲师;

2013年-至今,南京农业大学 副教授/教授;

2015-2016年,德国明斯特大学,访问学者;

2017-2018年,美国密苏里大学圣路易斯分校,访问学者。


研究方向

1、磷脂代谢及其信号转导;

2、植物感受与应答高盐胁迫的分子机制;

3、植物激素信号感受与调控机理。


doi: https://doi.org/10.1073/pnas.2212881119


Journal: PNAS

Published date: December 01, 2022


Cite:
Qianru Jia, Yang Bai, Hui Xu, Qingyun Liu, Wenyan Li, Teng Li, Feng Lin, Like Shen, Wei Xuan, Wenhua Zhang, Qun Zhang. Mitochondrial GPAT-derived LPA controls auxin-dependent embryonic and postembryonic development. PNAS, 2022, 119(49): e2212881119. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.221288111

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