热触发磷脂翻转稳定质膜流动性

Heat-triggered phospholipid flipping stabilizes plasma membrane fluidity

作者信息Shijun Fan, Peng Gao, Kailai Huang, Wei Ying, Lei Xu, Weilan Chen, Huan Ye, Yi Xi, Yan Yang, Hang Qian, Ting Li, Bin Tu, Hua Yuan, Bingtian Ma, Yuping Wang, Zhaohui Zhong, Jiawei Xiong, Hao Wang, Liangzhu Kang, Shiwen Tang, Xuewei Chen, Linfeng Sun, Chengbin Xiang, Shigui Li, Peng Qin
PMID42386963
期刊Nature
发布时间2026-07
DOI10.1038/s41586-026-10726-x

摘要

细胞必须快速对抗热胁迫诱导的质膜过度流动化,以防止膜损伤,然而细胞如何实现这种早期保护尚不清楚。本研究表明,在水稻中,P4-ATP酶OsALA5与其β亚基OsALIS2共同介导了热响应性的饱和磷脂酰胆碱翻转,从而快速稳定质膜流动性。利用叶层分辨的脂质组学和互补的转运实验,我们证明热暴露诱导OsALA5转运活性在分钟时间尺度上发生转变,导致饱和磷脂酰胆碱在细胞质侧质膜叶层选择性富集。这种OsALA5介导的饱和磷脂酰胆碱翻转可防止热胁迫下的质膜过度流动化,从而减轻离子泄漏和细胞死亡。我们对拟南芥和酵母中OsALA5直系同源物的分析支持了这种快速热相关反应在定位于质膜、转运磷脂酰胆碱的P4-ATP酶亚群中的功能保守性。我们鉴定出一个OsALA5的稀有单倍型,该单倍型在多年、多地的田间试验中赋予水稻耐热性和产量稳定性。因此,除了鉴定出这种P4-ATP酶介导的饱和磷脂酰胆碱翻转响应热胁迫,并为培育耐热作物提供遗传资源外,我们的研究还揭示了细胞如何在比先前已知的转录依赖性脂质重塑反应更早的阶段对抗热胁迫驱动的质膜过度流动化。

实验方法

产品清单

名称品牌货号
液相色谱-质谱联用系统Shimadzu Nexera 20AD-HPLC coupled with SCIEX QTRAP 6500 PLUS--
高效液相色谱Shimadzu Nexera 20AD-HPLC--
QTRAP 6500 PLUS质谱仪SCIEX6500 PLUS
TUP-HB硅胶柱----
Phenomenex Kinetex 2.6 µm-C18色谱柱Phenomenex--
可控生长室WIPGC-B2P84, BPC600H, Fujian Jiupo Biotechnology--
生长室KOOLAND Technology--
96孔PCR板----
96孔板----
e-Blot Touch Imager Pro成像仪----
共聚焦激光扫描显微镜Zeiss LSM 800--
共聚焦显微镜Zeiss LSM 800--
流式细胞仪BD Accuri C6 Plus--
FlexStation 3酶标仪Molecular DevicesFlexStation 3
Bio-Rad CFX96系统Bio-RadCFX96
QX400实时PCR系统Sichuan JLM TechnologyQX400
超速离心机Beckman Optima XE-90--
FFE-32仪器Biochine BiotechnologyFFE-32
透射电子显微镜Talos L120C TEM--
Nano DSC系统DSCRun, TA Instruments--
电导率仪DDSJ-308F, LeiCi--
体视显微镜Leica S6D--
STELLARIS 8 FALCON系统Leica--
离心机----
真空浓缩离心机Genevac--
分光光度计Biomate 3S, Thermo Scientific--