细胞分裂是生命体生长发育的根本过程，其中胞质分裂是将复制的染色体和细胞质分开形成两个独立的子细胞的关键步骤。尽管真核生物的有丝分裂过程高度保守，但胞质分裂的机制在不同生物中表现出明显的多样性。在植物细胞中，胞质分裂是通过成膜体的形成和扩张来实现的，这一过程涉及微管、微丝和膜泡结构的精细协调。

近日，四川大学林宏辉/邓星光团队在Nature Communications发表了题为“Arabidopsis α-Aurora kinase plays a role in cytokinesis through regulating MAP65-3 association with microtubules at phragmoplast midzone”的研究论文。该研究为植物胞质分裂的调控机制提供了新的见解。

Aurora激酶家族因其在纺锤体两极的特殊定位而得名“极光”，α-Aurora是植物有丝分裂的核心调控因子，其对纺锤体微管阵列的组装十分重要。该研究发现随着胞质分裂的开始，α-Aurora会从纺锤体微管的两级转移并集中定位于成膜体微管中央区域。α-Aurora缺陷会导致成膜体扩展速度降低，胞质分裂过程延长，并且在胞质分裂后期成膜体微管阵列变得松散。

图1 α-Aurora缺陷抑制成膜体微管阵列的扩展

进一步研究发现，α-Aurora在成膜体中央与微管交联蛋白MAP65-3发生相互作用，并能够磷酸化MAP65-3。α-Aurora的缺陷会导致MAP65-3与成膜体微管结合更加牢固，MAP65-3的周转率显著降低，并在解聚的成膜体内缘异常聚集。这些结果表明，α-Aurora通过磷酸化调控MAP65-3在成膜体中的定位和动态变化，从而调节成膜体微管阵列的重组和扩展，进而影响胞质分裂的正常进行。这项研究不仅揭示了植物α-Aurora在有丝分裂之外的新功能，也为理解植物胞质分裂的调控机制提供了新线索。

图2 α-Aurora缺陷影响MAP65-3的定位及周转

图3 α-Aurora磷酸化修饰MAP65-3并影响其微管结合能力

四川大学生命科学学院邓星光副教授和博士研究生肖羽为该论文共同第一作者。四川大学林宏辉教授、邓星光副教授和加州大学柳波教授为该论文共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、四川省自然科学基金以及四川大学科研基金等项目的资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-48238-9