固醇是真核生物膜的重要组成部分，具有调节膜的通透性和流动性的作用。目前，相关研究主要集中在动物细胞中，特别是固醇在个体生长发育中的功能。然而，固醇对植物质膜蛋白时空动态及胞内转运的调控机制尚未见报告。
近日，我校林木分子设计育种高精尖创新中心林金星教授研究组在国际知名学术期刊Development发表了题为“Sterols regulate endocytic pathways during flg22-induced defense responses in Arabidopsis”的研究论文。该论文通过对定位于细胞质膜的鞭毛敏感蛋白FLS2的动力学特征、聚合状态及胞吞过程进行高时空分辨率的解析，揭示植物固醇调控FLS2的胞吞，进而参与植物对病原菌的早期免疫反应。
该研究应用单分子成像和单颗粒追踪分析技术，对拟南芥细胞质膜FLS2蛋白进行了时空动态分析。研究发现，FLS2被特异性配体flg22激活后，在细胞质膜上侧向扩散显著增加，停留时间显著减小，说明其运动状态与活性密切相关。FLS2蛋白在细胞质膜上主要以单聚体的形式存在，在配体刺激前后它在细胞质膜上的聚合状态不发生显著改变。在对固醇合成突变体smt1中FLS2的动力学情况进行研究发现，固醇突变体smt1中flg22诱导的FLS2的侧向扩散显著减小，而且smt1突变体对flg22刺激非常敏感，说明固醇在FLS2蛋白感知和传递免疫信号过程中起了重要作用。
此外，与膜微区标记蛋白Flot1共定位三维分析显示，FLS2与Flot1存在明显的共定位，特别是在flg22处理下，FLS2与膜微区共定位程度显著增强，在固醇突变体中FLS2蛋白的胞吞显著降低。这些研究结果揭示固醇参与被激活的FLS2的胞吞，进而在植物免疫早期防御反应中起重要并用。
图：固醇对FLS2胞吞的影响
林木分子设计育种高精尖创新中心林金星教授为论文的通讯作者，崔亚宁博士和李晓娟教授为论文的第一作者。该论文得到了北京林木分子设计育种高精尖创新中心、国家自然科学基金和高等学校学科创新引智计划（111引智计划）等项目的资助。
论文链接：
http://dev.biologists.org/content/145/19/dev165688
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