Split-TurboID偶联互作依赖性标记技术揭示拟南芥基细胞极性的新功能

来自国内的研究人员针对植物体轴发育的分子机制，开发了基于邻近标记的tSYID（Split-YFP与TurboID串联融合）系统，成功绘制了拟南芥BASL/BRXL2极性模块的互作蛋白网络。研究发现AGC激酶家族成员在基膜极性定位中的关键作用，揭示了发育程序化体轴与环境响应生长向量的新关联，为作物形态建成研究提供了新工具。

　　

多细胞生物发育模式建立的核心在于体轴形成。当气孔发育关键蛋白BASL（打破气孔谱系不对称性蛋白）在拟南芥中异位表达时，会在叶片中形成近远轴极性场，在下胚轴和根中建立顶基轴极性场。为解析高等植物体轴极性的分子机制，研究者创新性地开发了tSYID系统——将Split-YFP与TurboID邻近标记酶串联融合，既能可视化BASL与BRXL2蛋白互作标记的组织广谱极性模块，又能捕获互作位点附近的蛋白质组。

这种接触依赖的标记策略结合质谱技术，鉴定出大量与tSYID-BASL/BRXL2模块相关的候选蛋白，其中包含植物中尚未表征的AGC（PKA/PKG/PKC家族）蛋白激酶。有趣的是，该激酶在下胚轴和根基膜呈现高度极性分布。基因敲除实验显示，两个拟南芥AGC同源基因缺失会导致暗培养条件下下胚轴生长缺陷，暗示基细胞极性系统与植物向性生长存在功能关联。

这项研究不仅证实了Split-TurboID策略在解析蛋白质活性位点邻近组学的强大能力，更揭示了发育性体轴与环境响应生长向量之间鲜为人知的对话机制，为作物形态建成研究提供了新的分子工具和理论框架。