2020年6月23日，北京大学生命科学学院李磊研究组在PNAS杂志在线发表了题为“Laccase3-based extracellular domain provides possible positional information for directing Casparian strip formation in Arabidopsis”的研究论文。该研究发现拟南芥漆酶家族成员LAC3在根部内皮层细胞胞外形成特异的表达域，与凯氏带质膜定位蛋白CASP共同提供凯氏带的定位信息。

在植物根部内皮层细胞垂周和横向细胞壁的特定区域，形成以木质素为主要组分的凯氏带，阻断物质运输的质外体途径，使得营养物质只能通过共质体途径才能进入中柱并向上运输。此前报道，凯氏带质膜定位蛋白CASP、受体激酶SGN1和SGN3及其配体CIF小肽、过氧化物酶PER64等蛋白参与凯氏带的建立。凯氏带与动物细胞紧密连接的不同之处在于，细胞壁从物理上隔离了相邻细胞的质膜。那么，相邻内皮层细胞如何跨过细胞壁产生并识别彼此的位置信息？
为解答上述问题，研究者通过基因表达谱发现漆酶基因LAC3特异表达在内皮层细胞，利用proLAC3::LAC3-eGFP转基因报告材料，发现LAC3在凯氏带发育的整个过程中都围绕着CASP表达域以及木质素域。运用化学遗传方法抑制漆酶表达后，研究者发现凯氏带变得更加弥散且在靠近皮层一侧出现依赖SGN3通路的异位木质素沉积，同时发现CASP1的定位也失去清晰边界而变得更加弥散。以上结果提示LAC3可能在胞外确定凯氏带的位置信息，与CASP蛋白相互配合，从而指导形成极性定位的凯氏带结构。

LAC3特异定位于CASP1及凯氏带木质素域的周围
李磊和中科院生物物理研究所蔡华清研究员为本文的共同通讯作者，李磊课题组CLS博士研究生庄严为本文第一作者。该项目受到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、蛋白质与植物基因研究国家重点实验室以及北大-清华生命科学联合中心的资助。