New phytologist  (IF=10.151)  2019-11-20  

美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所 Martin Tresguerres课题组

硅藻壳作为硅藻细胞壁是海洋中生物二氧化硅的主要来源，其复杂的形态是纳米工程的灵感来源。本文展示了硅藻壳生物合成的动态方面，包括 V 型 H +-ATPase (VHA)对二氧化硅沉积囊泡 (SDV) 的酸化。转基因伪矮海链藻（T. pseudonana）中表达了带有增强绿色荧光蛋白(VHAB-eGFP)标记的VHAB亚基，可以在活细胞中定位亚细胞蛋白。在指数生长培养（即非同步生长培养）中，VHAB-eGFP存在于细胞质、SDVs和液泡等不同的亚细胞部位。我们研究了VHA在伪矮海链藻中同步培养细胞过程中硅藻壳生物合成中的作用。在复制产生新的生物硅组分的过程中，VHAB-eGFP首先定位于环带SDVs（girdle band SDVs），随后定位于瓣膜SDVs(valve SDVs)。在单细胞延时成像实验中，VHAB-eGFP 在 SDV 中的定位阻止了嗜酸性二氧化硅生物矿化标记 PDMPO 的积累。此外，药理学VHA抑制可以阻止PDMPO在SDV中的积累、硅藻壳生物合成和细胞分裂，以及硅膜相关蛋白SAP1插入SDV。最后，VHA 活性的部分抑制会影响瓣膜的纳米形态。这些结果表明 VHA 通过酸化SDV和调节其他结构蛋白插入 SDV 对硅藻壳生物合成至关重要。

原文链接：Dynamic subcellular translocation of V-type H+-ATPase is essential for biomineralization of the diatom silica cell wall

https://doi.org/10.1111/nph.16329