磷酸肌醇是真核生物生長發育中重要的訊號分子，其動態分佈和穩態受到嚴格的調控。磷酸肌醇磷酸酶具有SAC結構域和兩個跨膜結構域，能够去磷酸化磷脂醯肌醇-4-磷酸（PtdIns4P）和磷脂醯肌醇-4,5-二磷酸[PtdIns（4,5）P2]。PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2在酵母和動物中功能保守，且是生長發育所必需的，而在植物中對其功能解析的研究卻很少。
中科院植物所程佑發研究組與中科院遺傳發育所稅光厚研究組合作，發現擬南芥中SAC6、SAC7和SAC8編碼的磷酸肌醇磷酸酶在維持擬南芥PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2的穩態，以及生長素介導的發育過程中發揮重要作用。研究人員從擬南芥生長素通路突變體pid背景中篩選得到ncp2 pid，該突變體在擬南芥幼苗期和胚胎期都表現為子葉缺失。圖比特尅隆發現NCP2編碼SAC7磷脂醯肌醇-4-磷酸酶。SAC6、SAC7和SAC8在幼苗和胚胎中的時空表達模式既有部分重疊，又具特异性；sac6，sac7和sac8單突變體表現正常，或者僅具有輕微的發育缺陷；而sac6 sac7、sac7 sac8雙突變體和sac6 sac7 sac8三突變體在胚胎期或幼苗期表現出嚴重發育的缺陷，甚至致死。在sac6 sac7和sac7 sac8雙突變體幼苗中，PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2的含量顯著增加，在細胞質膜上的分佈發生改變；生長素報告基因訊號明顯降低，生長素通路中的重要蛋白PIN1-GFP和PIN2-GFP蛋白的極性定位發生紊亂，部分蛋白通過內吞作用從質膜進入細胞質內，從反式高爾基體網絡/早期內吞體返回質膜的轉運過程延遲。
這項研究發現SAC6、SAC7和SAC8在維持植物PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2的穩態，以及生長素介導的發育過程中起重要作用，揭示了調控PIN蛋白極性定位的新基因及其相關機制。研究表明具有SAC結構域和兩個跨膜結構域的磷酸肌醇磷酸酶在植物生長發育中也是必需的，該類基因在真核生物中具有功能保守性。
該研究成果於2021年4月20日線上發表於國際學術期刊New Phytologist。植物所宋麗珍工程師和已畢業博士研究生王豔寧為共同第一作者，程佑發研究員為通訊作者。本研究得到國家自然科學基金、科技部重點研發計畫、中科院先導專項等項目的資助。
文章連結：https://doi.org/10.1111/nph.1740
SAC6、SAC7和SAC8調控PIN蛋白極性定位。
在野生型細胞中（左），PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2在質膜上含量很少，PIN蛋白通過內吞作用和蛋白轉運維持極性定位；在sac突變體中（右），PtdIns4P和PtdIns（4,5）P2在質膜上大量累積，PIN蛋白從反式高爾基體網絡/早期內吞體（TGN/EE）返回質膜的轉運過程延遲，極性定位紊亂。
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