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[交流] 植物所林金星研究组在植物离子转运的研究中取得新进展已有1人参与

来自中科院植物研究所，北京大学，卡内基科学研究院等处的研究人员发表了题为“Single-particle analysis reveals shutoff control of the Arabidopsis ammonium transporter AMT1;3 by clustering and internalization”的文章，发现了细胞质膜铵转运蛋白AMT1;3在活细胞中的转运调控机制，由此揭示了植物细胞能够通过膜蛋白的不同聚合方式和内吞降解，实现自我保护的机制。

这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，文章的通讯作者是植物所林金星研究员，林金星研究员主要从事胞吞与胞吐过程中细胞膜蛋白成分的标记和实时成像研究，以及植物细胞中单分子的动态观测, 以及囊泡和细胞器的活体追踪与动力学特性等方面的研究。

离子转运是植物摄取营养元素的重要环节。铵态氮是植物生长的一种重要营养成分，但过量吸收铵会对植物自身产生毒害作用。在长期的进化过程中，植物形成了独特的自我调控机制。植物主要通过铵转运蛋白（ammonium transporter，AMT）实现对铵根离子的吸收，但其在活细胞中的转运过程以及调节机制尚不明确。

在这篇文章中，研究人员应用可变角度的全内反射荧光显微镜（VA-TIRFM）和荧光相关光谱技术（FCS），结合单颗粒追踪分析技术，在单分子水平上对拟南芥根表皮细胞质膜铵转运蛋白AMT1;3进行了活体动态分析。

研究发现，在正常以及铵缺乏的条件下，AMT1;3在质膜上主要以三聚体的功能形式存在；但在高铵胁迫下，AMT1;3在特定的膜微区迅速聚集，随后通过内吞进入胞质降解，使质膜上具有转运活性的AMT1;3蛋白减少，细胞的铵转运能力降低。在AMT1;3的内吞过程中，笼形蛋白依赖的途径和膜微区依赖的途径分别介导了不同的调控方式。

这项研究以一种全新的视角，揭示了植物细胞能够通过膜蛋白的不同聚合方式和内吞降解，实现自我保护的机制。

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