加州大学戴维斯分校研究团队近日在《自然通讯》发表论文，报告其对关键蛋白复合体augmin的结构解析结果。研究人员表示，植物与动物在细胞骨架相关机制上存在相似性，对植物基础生物学问题的回答也可能为理解人类疾病提供线索。

该研究由加州大学戴维斯分校分子与细胞生物学副教授Jawdat Al-Bassam与植物生物学教授Bo Liu等人参与。Al-Bassam指出，这项工作展示了植物与动物之间的相似性，既可用于回答植物层面的根本问题，也有助于理解人类的基本生物学问题。

Augmin是一种蛋白复合体，可与细胞内骨架成分微管结合，促进分支微管形成，并在细胞分裂过程中发挥关键作用。研究团队在论文中提到，augmin缺陷与人类不孕有关；同时，Liu表示，某些augmin亚基在人体癌细胞中呈高表达。研究人员认为，掌握其结构信息可能为相关医疗研究提供新的切入点，并为培育更优质的水稻和棉花等作物提供潜在策略。

研究团队在论文中回顾，细胞骨架由微管蛋白组装形成的微管构成，微管进一步组成纺锤体等结构，在细胞分裂时负责精确分离染色体。此前研究显示，动物细胞若缺少augmin复合体，难以形成功能正常的纺锤体，微管分支受阻，纺锤体结构变得脆弱，细胞分裂过程中可能死亡。

关于植物中是否存在augmin，Liu团队的早期工作提供了证据。Liu表示，过去多数观点认为augmin不存在于植物中，但其团队在2011年于模式植物拟南芥中发现了八个augmin基因，相关蛋白复合体整体结构与人类版本相似。Liu进一步发现，植物augmin除参与细胞分裂外，还与植物细胞形态调控有关：在植物细胞生长过程中，微管支架在细胞内扩展，并将酶定位到细胞生长边缘，推动包围细胞的纤维素细胞壁扩展；当减少细胞内augmin产生时，微管支架会变得脆弱且无序。

研究人员指出，微管支架不仅对植物生存重要，也与农业生产相关。论文提到，农用除草剂奥立津通过干扰该支架发挥作用；此外，微管支架还影响多种作物性状，例如长粒稻的形状与细胞拉长有关，棉花纤维细胞在微管作用下可显著延长。

为解释augmin如何在分子层面启动微管分支，Liu与专攻蛋白结构的Al-Bassam合作，采用冷冻电镜（CryoEM）对植物augmin进行结构解析。Al-Bassam实验室博士后Md Ashaduzzaman将蛋白样品冷却至-196°C并采集数千张电子显微镜图像，研究团队随后将数据组装为单一结构模型。

研究团队在论文中描述，植物augmin整体形态类似“叉形”结构，并解析了其各部分如何组装成完整复合体，同时识别了其附着微管并促成分支所需的关键结构。研究人员表示，对比植物与动物版本augmin的细微差异，有助于进一步理解其在不同生物中的作用。

论文同时提到，在人类中，augmin蛋白水平变化与某些肝脏、脑部及其他器官癌症的预后较差相关。研究人员认为，理解augmin的功能及其失调机制，可能为相关癌症研究提供新方向，并有助于识别部分不孕的潜在原因。就植物应用而言，研究人员表示，进一步掌握augmin在植物中的作用机制，或可为培育加州重要作物如李子和草莓的新变种提供帮助。

Al-Bassam表示，这项研究历时较长，依赖多方协作完成。