一个母细胞分裂成两个子细胞，它们长得一样不奇怪，奇怪的是它们有时候长得不一样，比如构成植物气孔细胞的两个细胞。由于不对称分裂可以让重要发育因子不对称分配在两个子细胞，该分裂方式是生物发育的基础，是干细胞分化成有特定功能的细胞的重要机制。动物细胞的不对称分裂是由一些保守的蛋白通过定位的极化机制而实现。然而，植物的基因组并不编码这些蛋白。植物细胞是如何进行不对称分裂的，长久以来，这都是一个谜。
植物叶表皮上的气孔细胞的形成过程必须经过不对称分裂，并且气孔细胞在叶表皮的散布模式也通过不对称分裂而调控，是很好的研究植物细胞不对称分裂机制的材料。
美国斯坦福大学董娟博士等人通过筛选拟南芥叶表皮上气孔细胞分布的突变体，分离到一个新的基因BASL（Breaking of Asymmetry in the Stomatal Lineage）。其蛋白在细胞分裂中的定位第一次清晰地展示了在植物中不对称分配因子的特性。
通过追踪GFP标记的BASL在气孔细胞不对称分裂过程中的定位，董娟等人发现，BASL在核与膜上的定位的变化可能与细胞的命运紧密相连。当细胞只有细胞核的定位，而没有极化的细胞膜的定位，这个细胞会分化成气孔保卫细胞；当细胞同时维持核与膜上的定位时，那这个细胞将会进行下一轮的不对称分裂；但如果这个细胞维持膜上的定位，核里面的BASL逐渐消失，那么细胞不再分裂，而是长大并分化成为表皮细胞。
董娟博士告诉《科学新闻》：“非膜蛋白的BASL怎么在植物细胞膜上极化的，将是我们下一步研究的重点。”
美国孟山都公司的王华春博士认为：“BASL为发现不等分裂内在极性因子提供了重要线索。但是该文提出不等分裂导致表皮的铺路石细胞 （pavement cell）的形成，与前人的结果不符。2007年，美国密苏里大学的张书群研究小组研究认为，在MAPK突变体中，不等分裂的消失导致所有表皮细胞发育成铺路石细胞。探索BASL和MAPK cascade 之间的互作关系将是未来研究的一个主要方向。”
美国加州大学的杨贞标教授认为，董娟等人的工作将在未来的数年内引起一系列的研究热点，譬如BASL主导的非对称分化是否在植物有普遍性？有没有别的内在或者外在途径和BASL途径一起控制着非对称分裂？BASL的极性分布是如何调节的？BASL如何控制细胞膨胀？BASL为什么会分布在细胞核？等等。
董娟博士对这项研究的未来充满了希望：“BASL提供了一把钥匙，将引导人类进入一个未曾了解的世界，即植物细胞的不对称分离。”
参考文献：
Cell, 2009, 137:1320-1330
作者：
2009-9-8