Una proteina che trasporta la semplice colina chimica svolge un ruolo importante nel traffico di vescicole, omeostasi ionica, e crescita e sviluppo nelle piante, secondo due nuovi studi pubblicati il ​​28 dicembre sulla rivista ad accesso libero PLOS Biologia , di Dai-Yin Chao degli Istituti di Shanghai per le scienze biologiche, Cina, e Sheng Luan dell'Università della California, Berkeley, e collaboratori.

La proteina, chiamato trasportatore di colina-like 1 (CTL1), era stato precedentemente identificato come essenziale per la formazione di piastre setaccio, perforazioni della parete cellulare che regolano il passaggio di materiali nel floema vegetale. Ma il meccanismo della sua funzione, e se ha svolto altri ruoli nelle piante, era sconosciuto. Chao e colleghi hanno scoperto CTL1 durante lo screening dei geni che controllano l'omeostasi ionica nella pianta modello, Arabidopsis thaliana. Hanno scoperto che la perdita di CTL1 nella radice ha portato a disturbi ionici nelle foglie, e deformazioni nei plasmodesmi, un tipo di canale intercellulare, nella radice. La mutazione CTL1 ha anche alterato la distribuzione dei trasportatori di ioni, quale, combinato con il precedente lavoro di localizzazione di CTL1 sulla rete trans-Golgi, ha portato gli autori a indagare se CTL1 ha svolto un ruolo diretto nel traffico di vescicole. Abbastanza sicuro, hanno dimostrato che la perdita di CTL1 interrompe la localizzazione di più proteine, compreso un trasportatore di auxina - l'auxina è il principale ormone della crescita nelle piante.

Luan e colleghi hanno iniziato mappando la distribuzione di CTL1 in Arabidopsis, e ha scoperto che era onnipresente ma era più alto dove l'auxina era più alta:nelle punte in crescita, nel tessuto vascolare, e nel "gancio apicale" con cui le piantine conducono mentre spingono verso l'alto attraverso il terreno. Intracellulare, anch'essi hanno riscontrato che CTL1 localizzato sulla rete trans-Golgi, e sembrava controllare il traffico da e verso la membrana plasmatica; gli autori hanno osservato che senza CTL1, i trasportatori di auxina sono stati indirizzati erroneamente, e la pianta mostrava i classici segni di perdita di auxina, compresa la mancanza di allungamento cellulare.

Chao ha anche mostrato che l'eccesso di colina inibisce l'endocitosi, imitando gli effetti della perdita di CTL1 e suggerendo che una funzione critica di CTL1 è quella di sequestrare la colina negli endosomi. Suggeriscono che mantenere bassi i livelli di colina al di fuori degli endosomi promuove l'attività di un enzima, fosfolipasi D, che scinde più lipidi e, così facendo, ha un effetto diretto sulla composizione lipidica delle vescicole e quindi sulla destinazione. In questo modello, la perdita di CTL1 aumenta la colina, che inibisce l'enzima, alterazione dei lipidi delle vescicole, e alla fine deviando le vescicole, che spiegherebbe i molteplici effetti della mutazione CTL1, compresi squilibri ionici, difetti del plasmodesma, e la localizzazione errata dell'auxina.

CTL1 si trova anche nelle cellule animali, Chao ha notato, e quindi lo studio ha concluso che "caratterizzare CTL1 come un nuovo regolatore della selezione delle proteine ​​può consentire ai ricercatori di comprendere non solo l'omeostasi ionica nelle piante ma il traffico di vescicole in generale".