植物根据重力矢量调整其器官的方向，根朝重力方向生长，芽朝相反方向生长。平衡石的运动响应相对于重力矢量的倾斜，用于植物和动物的重力感应。然而，在植物中，平衡石采用高密度细胞器的形式，称为造粉体，它在重力感应细胞内向重力沉降。

尽管这种重力感应机制很重要，但其背后的确切过程却让科学家们困惑了一个多世纪。日本国立基础生物学研究所(NIBB)的MiyoTeraoMorita教授领导的一项开创性研究表明，信号蛋白从淀粉体转移到质膜是破译这一神秘机制的关键。

这项研究题为“与重力感应相关的细胞极性是由LZY从平衡石到质膜的易位产生的”，现已在《科学》杂志上预印。

多年来，研究人员对重力传感机制进行了推测，提出了力传感模型和位置传感假设等假设。然而，到目前为止，每一项的明确证据仍然难以捉摸。在早期的工作中，研究小组发现拟南芥LAZY1-LIKE(LZY)蛋白在重力信号转导中发挥着至关重要的作用，其极性定位在重力一侧的质膜上。然而，建立这种显着定位的确切机制仍然未知。

通过复杂的活细胞成像技术，包括垂直载物台显微镜和光镊，研究小组取得了重大突破。他们发现LZY不仅定位于造粉体附近的质膜，而且定位于造粉体本身。“LZY的质膜定位让我们感到惊讶，因为它是由淀粉体与膜非常接近而产生的，”NIBB助理教授、该研究的第一作者TakeshiNishimura解释道。

NIBB助理教授兼共同第一作者HiromasaShikata补充道：“我们证明，质膜和淀粉体上的定位对于根部重力信号传导是必要的，这表明了其在这一过程中的基本作用。”

MiyoTeraoMorita教授进一步强调，“LZY作为信号分子，将位置信息从淀粉体传递到质膜，在那里调节生长素的运输。”这一发现为“位置传感器假说”提供了令人信服的支持，解释了植物通过平衡石和质膜之间的接近或接触来感应重力。

LAZY1最初被确定为水稻向地性突变体的负责基因。它的对应物在各种陆地植物中都是保守的，明确了它们的基本意义。独特的“懒惰”表型，以枝条和根部的横向扩展为标志，已在包括农作物在内的各种植物物种中的这些基因的突变体中得到体现。对LZY的进一步研究可能会影响控制植物结构和生产的技术。

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