成膜體（phragmoplast）形成的必備基因

細胞分裂（cell division）是生物生長發育的基礎，對單細胞生物來說，細胞分裂就是他們的生殖機制。

細胞分裂最重要的任務當然是把遺傳物質給平均分配到兩個子細胞中，這個過程因為牽涉到紡錘絲（spindle），所以被稱為「有絲分裂」（mitosis）。不過，光是平均分配遺傳物質還不是全部。在完成這個非常要緊的任務之後，還需要進行最後一個步驟：胞質分裂（cytokinesis）。

胞質分裂是將細胞質以及分布在其中的胞器分配到兩個子細胞中。植物細胞分裂的關鍵特徵之一是成膜體（phragmoplast）的形成，它是一種由微管、肌動蛋白絲和內膜組成的結構，負責在分裂的細胞之間建立新的細胞壁。

成膜體的形成。圖片取自維基百科。

過去的研究發現，α-Aurora激酶在植物細胞分裂中扮演著重要角色。不過，先前的研究主要集中在α-Aurora激酶在有絲分裂早期的功能，特別是其在維持紡錘體結構中的作用。然而，α-Aurora激酶在胞質分裂後期的功能卻鮮為人知。

最近的研究發現α-Aurora激酶在植物細胞分裂後期的新功能。研究團隊發現，在細胞分裂後期，α-Aurora激酶會從紡錘體轉移到成膜體中區，並與微管交聯蛋白MAP65-3進行互動。MAP65-3蛋白在植物細胞分裂的胞質分裂階段扮演非常關鍵的角色。它負責將成膜體中的微管交聯在一起，形成穩定的結構，以確保細胞板的正常形成。

他們發現，α-Aurora激酶透過磷酸化MAP65-3的兩個絲胺酸（位於MAP65-3的極C端[尾端]的第528號和第570號胺基酸）來調節其活性。磷酸化的MAP65-3會從微管上脫離，這個過程對於成膜體的擴張很重要。實驗結果顯示，在缺乏α-Aurora激酶的突變植物中，MAP65-3無法被磷酸化，導致其在微管上的滯留時間延長，進而影響了成膜體的擴張（如：產生分支），導致細胞分裂異常。當研究團隊使用不可磷酸化的MAP65-3AA時，他們發現MAP65-3AA在微管上停留的時間更長，與缺少α-Aurora激酶的結果相呼應。

除了調節MAP65-3的活性，α-Aurora還可能直接磷酸化和調節細胞分裂過程中對膜動力學很重要的蛋白質。

總而言之，研究團隊發現了α-Aurora激酶在植物細胞分裂後期的新功能，並闡明了其透過磷酸化MAP65-3來調節成膜體擴張的機制。這有助於我們更進一步地了解植物細胞分裂的調控過程，並為相關研究提供新的思路。

參考文獻：

Deng, X., Xiao, Y., Tang, X. et al. Arabidopsis α-Aurora kinase plays a role in cytokinesis through regulating MAP65-3 association with microtubules at phragmoplast midzone. Nat Commun 15, 3779 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48238-9