新闻稿

由香港中文大学（中大）生命科学学院卓敏生命科学教授姜里文教授带领的科研团队，最近在植物多囊泡体/液泡前体（Multivesicular Body/Prevacuolar Compartment；MVB/PVC）起源和膜蛋白液泡传输机理的研究中取得重大突破。他们发现了一个新的植物特异内体蛋白分选转运复合体（endosomal sorting complex required for transport；ESCRT）的负调控因数BRAF（BRo1-domain蛋白以调控FREE1）蛋白，该蛋白在MVB/PVC中腔内小泡（intraluminal vesicle；ILV）的形成、以及植物膜蛋白降解分选过程中起到负向调控的作用，有助维持膜蛋白稳态。有关研究可望为提高农作物生产的质量提供新思路，研究成果已刊载于国际顶级期刊《自然—通讯》(Nature Communications)。

膜蛋白稳态在植物的生理过程中担当著重要角色，ESCRT复合体在这个过程中起著关键作用。这一调控不仅可以降解丧失功能或者错误折叠的蛋白，同时也确保了正常的细胞信号传导以及细胞与环境之间的互作，维持膜蛋白稳态。

在真核生物中，ESCRT复合体调节MVB/PVC中ILVs形成和参与泛素化膜蛋白分选过程中的重要功能都有明确的机制。然而，科学家一直未能确定是否存在一个ESCRT复合体的调节因数，以控制MVB/PVC细胞器生源并且维持膜蛋白稳态。

过去十八年来，姜里文教授的科研团队一直致力于研究蛋白质传输机理及细胞器的生物形成机制，在植物细胞生物学领域一直处于国际领先地位。早年，团队发现了一个植物特异的ESCRT组分FREE1，其是MVB/PVC的形成和膜蛋白液泡传输必需的，FREE1有助调控植物的生理状况，加强降解细胞内废物的功能，提高农作物的抗病性，该成果发表于2014年的《当代生物学》(Current Biology）以及2015年的《美国科学院院报》(PNAS）上。在最近发表于《自然—通讯》(Nature Communications）的研究成果中，研究团队结合抑制因数遗传筛选、细胞和生物化学等多种研究方法，首次发现了一个植物特异的含有Bro1结构域的BRAF蛋白。BRAF蛋白通过竞争性结合ESCRT-I组分Vps23，动态调节FREE1蛋白在MVB/PVC膜上的聚集多少，从而调控多囊泡体生成和膜蛋白液泡传输。当植物受到外界信号，如膜蛋白需要加速降解，BRAF蛋白能调节更多的FREE1到MVB/PVC。因此，该研究在研究ESCRT的调节机制方面取得重大突破，该机制对于膜蛋白的选择性液泡降解非常重要。

姜里文教授表示：「是次研究成果让我们深入了解多囊泡体起源的分子机制，这为如何提高农业生产质量提供了一个理论基础。BRAF蛋白可调控ESCRT复合体，从而维持膜蛋白的稳态。BRAF蛋白广泛存在于植物如水稻、玉米和大豆中，因此，对BRAF蛋白分子机制的进一步研究，可为如何提高农作物的抗逆能力和抵抗病原体感染提供了新思路。」

是次研究主要由姜教授实验室的五位博士后研究人员（沈锦波、赵琼、王向锋、高彩吉和曾咏伦）和一位博士生（朱莹）完成。目前，沈锦波博士于浙江农林大学任职教授、王向锋博士于中国农业大学任职副教授、高彩吉博士于华南师范大学大学任职教授。是次研究项目获香港研究资助局的卓越学科领域计划（Areas of Excellence Scheme）和协作研究基金（Collaborative Research Fund）、中大细胞器生物合成及功能研究中心（Centre for Organelle Biogenesis and Function）、细胞及发育生物学研究中心（Centre for Cell and Developmental Biology）以及农业生物技术国家重点实验室的支援。

由姜教授指导的研究生和博士后研究人员因卓越的研究成果多次荣获各项殊荣，包括：两项中大青年学者论文奖，四项中大研究生研究成果奖，两项美国Keystone研讨会奖学金和两项国际人类前沿科学计划长期研究员，并入选「中国青年千人计划」（两次）以及「浙江省千人计划」（一次）。