Division site determination during asymmetric cell division in plants

第一作者：Peishan Yi

第一单位：四川大学

通讯作者：Peishan Yi

 Abstarct 

During development, both animals and plants exploit asymmetric cell division (ACD) to increase tissue complexity, a process that usually generates cells dissimilar in size, morphology, and fate. Plants lack the key regulators that control ACD in animals. Instead, plants have evolved two unique cytoskeletal structures to tackle this problem: the preprophase band (PPB) and phragmoplast. The assembly of the PPB and phragmoplast and their contributions to division plane orientation have been extensively studied. However, how the division plane is positioned off the cell center during asymmetric division is poorly understood. Over the past 20  years, emerging evidence points to a critical role for polarly localized membrane proteins in this process. Although many of these proteins are species- or cell type specific, and the molecular mechanism underlying division asymmetry is not fully understood, common features such as morphological changes in cells, cytoskeletal dynamics, and nuclear positioning have been observed. In this review, we provide updates on polarity establishment and nuclear positioning during ACD in plants. Together with previous findings about symmetrically dividing cells and the emerging roles of developmental cues, we aim to offer evolutionary insight into a common framework for asymmetric division-site determination and highlight directions for future work.

在动植物的发育过程中，细胞会通过不对称的分裂来增加组织的复杂度，细胞的不对称分裂会形成在大小、形态和命运上存在差异的子细胞。植物缺少在动物中控制细胞不对称分裂的关键调控因子。反而，植物演化出了两个独特的细胞骨架结构，即早前期带a和成膜体b，来解决该问题。目前，对于早前期带和成膜体的组装及其对于分裂板方向的作用已经有了十分广泛的研究。但是，对于细胞不对称分裂过程中，分裂板是如何定位于细胞中心以外位置的还不清楚。在过去20年中，越来越多的研究指向极性定位的膜蛋白在该过程中发挥重要作用。尽管这些蛋白有很多是物种特异性或者细胞类型特异性的，且其作用于细胞不对称分类的潜在分子机制还不清楚，但目前也观察到了这些蛋白的一些共同特征，比如在细胞中的形态变化、细胞骨架动态特征以及核定位等。本文中，作者综述了在植物细胞不对称分裂过程中，有关极性建立和核定位的最新研究进展。结合先前有关细胞对称分裂和发育线索的研究，作者旨在为细胞不对称分裂点决定提供一个演化上的通用框架，并给出了未来相关的研究方向。

a早前期带（preprophase band）：植物细胞在有丝分裂之前，质膜下方由微管和肌动蛋白丝环绕细胞形成的带。此带确定了胞质分裂和细胞板形成的位置。

b成膜体（phragmoplast）：胞质分裂通常在核分裂后期，染色体接近两极时开始，这时纺锤体出现了形态上的变化，在二个子核之间连续丝中增加了许多短的纺锤丝，形成一个密集着纺锤丝的桶状区域，称为成膜体。成膜体作为支架（scaffold）使来自高尔基体的小泡形成细胞板。

** 易培珊 **

doi: https://doi.org/10.1093/plcell/koac069

Journal: The Plant Cell

Published date: February 02, 2022​