Cell开创性研究：植物如何应对不断变化的环境的分子奥秘

马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校(University of Massachusetts Amherst)的一组研究人员最近发表了一项开创性的研究，该研究回答了生物学中的一个核心问题:当生物体遇到内部或外部环境的变化时，它们是如何召集各种各样的细胞过程，从而在繁荣时期茁壮成长，或在糟糕时期生存下来的？

　　

马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的一组研究人员最近发表了一项开创性的研究，该研究回答了生物学中的一个核心问题:当生物体遇到内部或外部环境的变化时，它们是如何聚集广泛的细胞过程，从而在繁荣时期茁壮成长，或在糟糕时期生存下来的?

这项研究主要集中在植物上，发表在《细胞》杂志上，确定了四种化合物之间的相互作用：果胶、受体蛋白FERONIA和LLG1以及信号RALF肽。特别是，研究小组发现，果胶和RALF之间在细胞壁-细胞膜界面处发生的一种称为液-液相分离的分子凝聚过程，这控制着刺激如何触发许多细胞过程。总之，这些过程共同产生了对植物有利的反应。

“生物学家通常是线性工作的：我们先观察刺激的产生，然后沿着我们认为是在该反应背后的某种细胞途径监测特定的反应。但在现实中，细胞维持着大量的通路，这些通路是精心维护的，需要一直协调，”马萨诸塞大学阿默斯特分校生物化学和分子生物学杰出教授、该论文的资深作者Alice Cheung说。

自2010年和2015年发现FERIONIA-LLG1受体对是解开这一具有挑战性的谜题的理想候选者以来，Cheung和她的长期合作者Hen-Ming Wu就一直在思考刺激和反应的问题。FERONIA-LLG1几乎影响植物生命的所有方面：从刚发芽的幼苗到成熟和繁殖下一代，以及在这期间维持各种挑战，如疾病和极端气候。

Cheung说:“两位非常敬业的年轻同事，博士后James Ming-Che Liu和研究生Jessica Fang-Ling Yeh，以及最近毕业的分子和细胞生物学博士生Robert Yvon，花了很多年的时间。他们一起完成了一系列研究，从不同但精心设计的角度出发，提供了一个连贯的故事。”

研究首先探索了信号(或配体)RALF如何影响细胞膜中的FERONIA-LLG1。研究小组观察到一些令人困惑的结果：细胞并没有简单地将FERONIA-LLG1吸收到细胞中，这一过程被称为内吞，也是一种典型的反应；研究小组测试的每个细胞膜分子都受到了影响。此外，与典型的配体-受体相互作用不同，配体RALF保留在细胞外富含果胶的细胞外基质（细胞壁）中。

然后，研究小组检查了这四种分子之间的生化和生物物理相互作用，这些相互作用如何影响这些分子在细胞水平上的行为，以及它们如何影响植物的生理结果，使用两种经常遇到的环境压力：高温和盐度。

这一结果首次提供了一种机制来解释植物细胞如何协调许多不同的途径来响应一个单一的压力信号，从而变得更有弹性和生存。

这项工作还首次证明了细胞壁-细胞膜界面(植物细胞检测和响应外部刺激的前线)的相分离如何深刻地影响细胞的集体反应。

文章标题

Extracellular pectin-RALF phase separation mediates FERONIA global signaling function