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[趙光裕] HYCCIN2 是 SH3P2–DRP1A 複合物於擬南芥胚胎細胞分裂期間正確導向細胞板的關鍵調控因子

Hsu et al., 2025 New Phytologist

圖為在阿拉伯芥 hyc2 突變株的球形胚中,SH3P2 (a) 與 DRP1A (b) 蛋白質無法正確定位至細胞板,顯示 HYC2 在參與這兩個細胞分裂因子之招募與定位上扮演關鍵角色。正常情況下,SH3P2 與 DRP1A 協同參與細胞板的形成與成熟,然而在缺乏 HYC2 的背景下,這兩種蛋白無法集中於細胞板區域,導致細胞板結構異常與細胞質分隔失敗,這些缺陷進一步導致胚胎細胞分裂的異常。最終,這些早期胚胎發育缺陷表現在整體植株的表型上,包括果莢中種子發育不全與萎縮 (c),顯示 HYC2 功能對於正常胚胎形態建構與種子活性扮演重大角色。

細胞分裂是生物體生長與繁殖的基本過程。由於植物細胞具有細胞壁,其分裂方式與動物細胞不同,因此演化出植物細胞特有的分裂機制。在其分裂期間,細胞骨架會動態重組,並配合由高基氏體所衍生的分泌囊泡協助運送細胞性與細胞壁材料至新形成的細胞板;細胞板最終會與母細胞膜融合,形成將細胞一分為二的中隔結構。儘管植物細胞分裂的形態學已被詳細描述,其背後的分子調控機制仍未完全釐清。

趙光裕實驗室的博士後研究員許雅雯博士發現HYCCIN2(HYC2)是一種具細胞骨架交聯能力的蛋白質,會於細胞分裂期間局部累積於細胞板周圍,參與細胞板結構與磷脂質的組裝。進一步透過遺傳與蛋白質交互作用實驗,證實 HYC2 可與兩種已知參與細胞板形成的重要蛋白 DRP1A 與 SH3P2 結合。在 hyc2 突變株中DRP1A 與 SH3P2 無法正確定位至細胞板,並伴隨明顯的細胞分裂異常,進而導致擬南芥胚胎發育受損。本研究顯示,HYC2 在擬南芥胚胎細胞分裂過程中,扮演將 SH3P2–DRP1A 複合物正確導向至細胞板的關鍵角色,進一步參與細胞板的建構與植物胚胎的正常發育(Hsu et al., New Phytologist, 2025)。

Hsu YW, Juan CT, Guo CL, Wang HJ, Jauh GY. HYCCIN2 is essential for recruiting the SH3P2-DRP1A complex to the cell plate in Arabidopsis embryos. New Phytol. 2025 Jul 4. doi: 10.1111/nph.70367. Epub ahead of print. PMID: 40616256.