在植物细胞内，微丝骨架对控制细胞器的移动、囊泡的运输以及细胞分裂等生物学过程至关重要。与动物细胞不同，植物细胞在有丝分裂的末期会形成一个细胞板，将一个母细胞分割为两个子细胞，这种分裂方式体现了两者的基本差异。传统观念认为，在植物细胞分裂过程中，虽然膜性结构如内质网间接参与了这一过程，但主要是由细胞骨架主导。
最近，华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、湖北洪山实验室王鹏蔚教授课题组在PNAS上发表了题为The ER-PM interaction is essential for cytokinesis and recruits the actin cytoskeleton through the SCAR/WAVE complex的研究论文，揭示了内质网-质膜接触点调控肌动蛋白聚合及其对植物细胞分裂影响的分子机制。
结合电子显微镜和光学显微镜的观察发现，在细胞分裂末期，细胞板周围聚集了大量的内质网和微丝骨架结构 (图1)，表明内质网可能在细胞板的形成和扩展以及植物细胞分裂中扮演重要角色。进一步研究表明，此过程依赖于位于内质网-质膜接触位点的VAP27蛋白质和调控微丝成核的SCAR/WAVE复合体。研究还利用多种实验方法鉴定了VAP27与SCAR相互作用的关键区域。
图1. 激光共聚焦（A）与体电子显微镜（B）研究发现细胞板与内质网紧密结合
此外，高分辨率荧光共聚焦成像技术显示，在拟南芥根尖分生组织细胞的细胞板发育过程中，VAP27首先出现在细胞分裂面，随后在分裂末期通过招募SCAR至细胞板来促进微丝的聚合和细胞板的扩展，从而支持新细胞的形成。相关基因突变体的分析表明，VAP27和SCAR之间的互作对于维持拟南芥主根的正常生长发育至关重要（图2）。
该研究首次展示了在细胞板形成期间，内质网、质膜与微丝骨架之间存在紧密协作，同时也提出内质网可以作为“膜性骨架”结构，通过招募微丝调节因子并反馈调节细胞骨架排列，为细胞骨架动态变化及植物细胞分裂提供了新的见解。
图2. 细胞分裂过程中VAP27-SCAR调控内质网-微丝骨架互作的模式图
王鹏蔚教授的实验室长期专注于探索植物内质网与细胞器相互作用的分子机制及其生物学功能，特别强调细胞器互作网络和细胞骨架在选择性自噬、植物生殖发育以及果实发育中的角色。
王鹏蔚教授课题组成员博士研究生张昕彤、郑启伟、李怡凡，博士后臧婧泽等参与了该项工作。屈晓璐研究员、Michael Deeks博士, Verena Kriechbaumer博士、Patrick J. Hussey教授等参与指导相关研究。本项研究得到了国家自然科学基金国际合作项目、细胞器互作重大研究计划、华中农业大学青年团队培育项目、中国博士后科学基金等项目的支持。王鹏蔚教授为本文的通讯作者，华中农业大学园艺林学学院博士许智晶博士为本文的第一作者。
