水分子能够从机体外部环境通过细胞膜进入细胞并参与生命活动，其70%的跨膜运输通过特定膜蛋白——水通道蛋白完成。自植物水通道蛋白发现以来，研究人员已初步阐明了该蛋白的结构和功能。然而，对于蛋白在活细胞质膜表面的定位分布以及胞内转运动态尚不清楚。
中科院植物研究所林金星研究组及其合作者应用隐失波显微镜（EWM）和荧光相关光谱技术（FCS），结合单颗粒追踪分析技术，在单分子水平上对拟南芥幼苗根表皮细胞质膜水通道蛋白（PIP2;1）进行了活体动态分析。研究发现，PIP2;1在细胞质膜上存在多种运动模式，而且扩散系数分布范围较广，证实PIP2;1在细胞质膜上的运动和分布具有非均一性的特点。更重要的是，该蛋白可以在毫秒内通过侧向运动进入特定的质膜微区，在微区内实现快速的活性调控。通过单分子共定位和荧光交叉相关光谱分析发现，在正常条件下，PIP2;1主要通过对酪氨酸磷酸化抑
制剂（tyrphostin A23）敏感的笼形蛋白（clathrin）依赖途径进行内吞；在高渗胁迫时，PIP2;1内吞加剧，脂筏（membrane raft）介导的内吞途径被激活，协同参与PIP2;1的内吞。
该项工作首次在植物活细胞中，实现了在单分子水平上分析单个蛋白的分布、聚合状态、内吞过程及其调控之间的联系，揭示了不同内吞途径参与多元调控PIP2;1蛋白活性的新机制。
上述研究结果已于10月19日在线发表在植物学领域国际
学术期刊The Plant Cell（Doi: 10.1105/tpc.111.091454）。林金星研究组的博士研究生李晓娟和助理研究员王晓华为该
论文的共同第一作者。该研究得到科技部、国家自然科学基金委和中科院的支持。
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