Exocyst在极性细胞内吞途径上膜转运过程中的新功能及机理研究

八亚基复合体exocyst从酵母到哺乳动物都高度保守，通常被认为对细胞极性分泌途径，特别是从反面高尔基体出芽的囊泡与质膜的栓系有重要意义。某些亚基功能缺失后的胚胎致死性限制了在果蝇和小鼠等模式生物上对其细胞生理功能的更全面了解。我们从自己构建的线虫基因突变库中筛选出尚未见报道的SEC-10亚基的功能缺失突变虫系，并发现sec-10突变线虫肠细胞内从基底面内吞的物质循环发生异常，吞入的溶质cargo偏离循环路径而进入溶酶体中。该现象不同于以前研究认为的"exocyst作用在囊泡与质膜的栓系环节上"，暗示其可能也作用于细胞内吞途径上的胞内运输通路中。基于此，本项目将运用活体高时空分辨的荧光显微成像技术，结合生化、分子和细胞生物学等手段展开研究，揭示exocyst在极性细胞内吞途径上物质运输通路中的新功能和分子机制，回答exocyst如何能特异性地作用于细胞内不同膜转运环节的囊泡栓系。

八亚基复合体exocyst从酵母到哺乳动物都高度保守，通常被认为对细胞极性分泌途径，特别是从反面高尔基体出芽的囊泡与质膜的栓系有重要意义。某些亚基功能缺失后的胚胎致死性限制了在果蝇和小鼠等模式生物上对其细胞生理功能的更全面了解。我们从自己构建的线虫基因突变库中筛选出尚未见报道的SEC-10亚基的功能缺失突变虫系sec-10(txu1)，以线虫肠细胞作为极性细胞模型，运用活体高时空分辨的荧光显微成像技术，结合生化、分子和细胞生物学等手段，揭示了exocyst在极性细胞内吞途径上物质运输通路中的新功能和分子机制，回答了exocyst如何能特异性地作用于细胞内不同膜转运环节的囊泡栓系。研究发现exocyst特异性作用于极性细胞基底侧clathrin不依赖的内吞分子的循环性转运过程：在基底侧的早期内涵体与循环内涵体之间，exocyst与RAB-10和微管相互协调，RAB-10促使管状运输载体的形成，并通过与微管的结合引导管状运输载体的运动；而exocyst则通过控制管状结构的栓系/融合过程稳定了管状结构，并进一步促成细胞内形成类似内质网ER结构的管状运输网络体系，从而有利于clathrin不依赖的分子的快速有效循环性运输。