2022年11月1日，中國科學院微生物研究所孔照勝研究組在Nature Plants上發表研究論文（A Legume Kinesin Controls Vacuole Morphogenesis for Rhizobia Endosymbiosis），揭示了驅動蛋白nKCBP調控根瘤菌內共生的分子細胞機制。
KCBP（Kinesin-like Calmodulin-Binding Protein）是植物特有的微管馬達蛋白，具有同時結合微管和微絲的能力，調控細胞骨架動態重構和細胞形態建成。有趣的是，KCBP基因在豆科植物中特異發生基因加倍，並且演化出根瘤中富集表達的拷貝nKCBP，並為根瘤菌所利用，調控結瘤固氮。利用基因編輯技術獲得了蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）nkcbp突變體，表現出生長缺陷（圖1a）和固氮能力顯著下降（圖1b）。進一步對根瘤的半薄切片、超薄切片進行觀察發現，野生型根瘤的侵染細胞具有典型的中央大液泡（圖1c和2a），而nkcbp突變體則含有大量隨機分布的未融合小液泡（圖1d和2b），甚至有些侵染細胞內共生體不能分化、共生體膜加厚。運用連續超薄切片掃描電鏡成像（Automatic collector of ultrathin sections scanning electron microscopy, AutoCUTS-SEM）技術，對野生型和突變體液泡結構進行了三維重構（圖2）。結合活細胞成像和免疫熒光染色，證實了nKCBP具有保守的生化功能，同時結合微管和微絲。進一步發現，與野生型相比，nkcbp突變體侵染細胞中細胞骨架輻射狀排布被破壞而呈現隨機、無序的排布模式。綜上所述，nKCBP通過調節細胞骨架動態重構來調控液泡發生和共生界面形成（圖3），從而控制根瘤菌內共生與高效固氮。
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