合成叶绿体自噬受体LIR-SNT-BFP的设计与验证

本研究针对植物叶绿体自噬（chlorophagy）内源性受体缺失的关键问题，由研究人员设计并验证了一种合成叶绿体自噬受体LIR-SNT-BFP。该受体在DEX诱导下可招募ATG8至叶绿体，不依赖ATG5和ATG7途径即可启动叶绿体微自噬（microautophagy）并促进叶绿体分裂。结果表明，该受体的适度表达能增强植物对除草剂的耐受性并促进莲座生长，揭示了诱导自噬在植物中的效益上限。该合成受体为研究叶绿体动态和养分再动员提供了新工具。

叶绿体是绿色植物和藻类特有的、富含蛋白质的光合作用细胞器。在更高等的植物中，每个叶肉细胞可容纳多达100个叶绿体，每个长约5-10微米（μm），其中50%的植物蛋白以RUBISCO（核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶）的形式储存于叶绿体中。植物细胞通过零碎自噬（piecemeal autophagy）、微自噬（microautophagy）及其他囊泡途径来清除部分或整个叶绿体，以维持稳态并在发育和胁迫条件下回收养分。然而，经典的膜结合叶绿体自噬受体尚未被识别，且诱导叶绿体自噬能否增强植物适应性仍不明确。

在最近的一项研究中，我们设计并验证了一种合成叶绿体自噬受体LIR-SNT-BFP。该受体在地塞米松（DEX）诱导下，能够将自噬相关蛋白ATG8招募至叶绿体，并独立于ATG5和ATG7途径促进叶绿体微自噬，同时诱导叶绿体分裂。这一合成受体的表达有助于保护叶绿体和幼苗免受除草剂损伤。适度诱导该受体可促进莲座生长，而过度诱导则会抑制生长并降低叶绿素水平，表明植物中诱导自噬的益处存在明确上限。该合成叶绿体自噬受体不仅有助于识别内源性受体和微自噬关键因子，更将成为研究叶绿体动态和养分再动员的强大新工具。