摘要：植物细胞骨架是一个动态平台，肌动蛋白组装成动态的聚合物，在众多基本的细胞过程中都发挥着重要的作用，包括胞吞作用、囊泡运输以及细胞器和蛋白复合体的空间分布等。植物诱导肽（Peps）属于损伤/危险相关分子模式（DAMPs），能够被受体激酶PEPRs感知，以增强拟南

植物细胞骨架是一个动态平台，肌动蛋白组装成动态的聚合物，在众多基本的细胞过程中都发挥着重要的作用，包括胞吞作用、囊泡运输以及细胞器和蛋白复合体的空间分布等。植物诱导肽（Peps）属于损伤/危险相关分子模式（DAMPs），能够被受体激酶PEPRs感知，以增强拟南芥的先天免疫反应并抑制根的生长。然而，关于宿主细胞肌动蛋白细胞骨架在DAMP诱导的先天免疫反应中的作用，以及它调控受体激酶PEPR1的动力学和胞吞作用之间的分子机制，目前仍不清楚。

近日，北京林业大学生物科学与技术学院林金星/崔亚宁团队在Plant Physiology杂志在线发表了题为 “Role of actin cytoskeleton in danger-associated molecular pattern signaling and its regulation of PEPR1 internalization” 的研究论文。该研究在高时空分辨率的水平上，揭示了肌动蛋白细胞骨架不仅是细胞内部结构的重要组成部分，还作为Pep1信号传导途径和PEPR1胞吞过程的整合枢纽，对植物的先天免疫反应具有重要调控意义。此项研究不仅增进了我们对植物免疫机制的理解，也为未来开发全新且高效的作物抗病策略奠定了坚实基础。

该研究通过对植物免疫反应的一系列关键指标进行检测，表明肌动蛋白细胞骨架在Pep1触发的植物免疫反应中发挥着重要作用。然而，传统的生化和遗传学分析手段，无法直接证明植物细胞骨架与受体激酶PEPR1之间的动态相互作用。因此，研究团队利用双色全内反射-结构照明显微（TIRF-SIM）成像技术，在共表达PEPR1-GFP和FABD2-mCherry的拟南芥表皮细胞中，观察到大多数PEPR1粒子紧密地排列于肌动蛋白细胞骨架周围，且主要呈现为受限扩散的运动模式。然而，在肌动蛋白细胞骨架被破坏后，混合和受限扩散成为主导运动模式，表明肌动蛋白细胞骨架显著影响PEPR1蛋白的扩散行为。此外，大多数PEPR1粒子的运动轨迹距离FABD2分布区域的范围为0 ~ 1 μm，表明PEPR1的扩散与肌动蛋白细胞骨架密切相关。

图1：肌动蛋白细胞骨架限制了PEPR1-GFP的扩散动力学

进一步，研究人员结合单颗粒追踪技术对PEPR1的单分子行为进行量化，发现肌动蛋白细胞骨架显著影响PEPR1的扩散和cluster的形成。更为重要的是，他们进一步证明了肌动蛋白骨架的重构能够抑制Pep1诱导的PEPR1胞吞作用，进而改变植物免疫反应。

综上所述，该研究通过多种技术表明，肌动蛋白细胞骨架参与PEPR1的时空动态和胞吞作用，证明了肌动蛋白细胞骨架可以产生屏障以限制PEPR1的扩散，并且在感知和响应免疫反应中发挥着普遍作用。这一研究成果为深入理解植物免疫系统的精细调控网络提供了新的方向，为有望为未来相关领域的研究与应用提供理论依据。

北京林业大学崔亚宁副教授为本文的通讯作者，博士研究生钱虹萍和硕士研究生左新秀为本文的共同第一作者，满奕博士，博士研究生徐昌文，硕士研究生罗鹏云、博士研究生姚丽娟、本科生耿若涵和王炳贺参与了该研究工作，林金星教授和钮世辉教授给予该工作总体指导。该研究得到了国家自然科学基金、北京市科技新星和国家重点研究计划等项目的资助。

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来源：有味少年