在國家自然科學基金專案（專案編號：31571378、31501088）等資助下，
中國科學院微生物研究所植物基因組學國家重點實驗室孔照勝研究組在細胞骨架調控植物細胞形態建成方面再獲新進展，
通過遺傳學、活細胞顯微成像及數學模擬闡釋了一個通過拮抗微管切割來調控微管骨架動態重構與細胞形態建成的新機制。
研究成果以Augmin Antagonizes Katanin at Microtubule Crossovers to Control the Dynamic Organization of Plant Cortical Arrays（《在微管交叉點處Augmin通過拮抗Katanin介導的切割來控制植物周質微管動態組織》）為題，
於4月12日在《當代生物學》（Current Biology）上發表。
孔照勝為該文章通訊作者，
博士研究生王光達為第一作者。
在植物細胞形態建成中，
細胞骨架通過調控細胞分裂方向與細胞生長模式發揮決定性作用，
因此，
研究細胞骨架的時空特性與動態調控是全面解析植物細胞形態建成機制的關鍵。
特別是在細胞生長方面，
植物細胞形成特異的周質微管骨架(Cortical Microtubule Arrays)，
緊貼於細胞質膜內側、呈二維平行排列，
為細胞壁中纖維素微纖絲的合成提供軌道，
從而調控細胞生長與形態建成。
微管呈高度動態特性，
不斷進行活躍的重組，
形成了特異的微管列陣，
以回應發育和外界信號。
植物細胞如何組裝微管骨架並精確調控其動態構象一直是植物細胞生物學領域的一個重大科學問題。
課題組之前的研究發現了Augmin複合體控制植物細胞微管的起始組裝的機制(Current Biology, DOI:10.1016/j.cub.2014.09.053)；解碼了Katanin複合體控制微管精准切割的機制(EMBO Journal, DOI:10.15252/embj.201796823)；揭示了微管骨架與微絲骨架協同調控葉表皮毛細胞形態建成的機制(eLife, DOI: 10.7554/eLife.09351)。
後續研究進一步發現augmin 複合體除了介導微管成核之外，
還有一個之前從未報導過的功能：負向調控由切割酶katanin介導的微管切割。
活細胞顯微成像發現augmin更傾向於定位在微管交叉點上，
並且通過抑制katanin的切割、穩定微管交叉構象，
來調控微管動態重組與細胞形態建成（圖）。
進一步通過遺傳和數學模擬分析解析了augmin調控微管動態組織的作用機制（動圖）。
上述研究在活細胞水準、以四維空間視角闡釋了植物細胞形態建成中微管骨架的時空特性與精巧調控機制，
揭示了augmin複合體在調控植物細胞微管動態組織與細胞形態建成方面的一個新機制。
該研究結果為系統解析植物細胞形態建成機制的細胞調控機制提供了重要理論依據。
圖：Augmin調控植物微管骨架動態重組與細胞形態建成
動圖：數學類比augmin調控微管動態組織。
