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PXo小体的发现
磷酸盐（Pi）是生命必不可少的营养物质。在细菌中，Pi储存在多磷酸盐颗粒中，而在酵母和植物细胞中，Pi主要储存在液泡中。那么，动物细胞中的Pi是如何代谢、存储的？科研人员在果蝇细胞中发现了一个储存Pi的全新细胞器。
研究团队首先给果蝇喂食了膦甲酸（PFA，能抑制肠吸收细胞对磷的吸收），对肠内膜细胞的成像结果显示，PFA作用下，肠干细胞加速增殖、导致新生的肠吸收细胞（EC）数量激增。降低了食物中Pi的水平也发现了同样的结果。为了找出低Pi摄入是如何产生这种影响的，科研人员调查了低Pi水平是否会影响基因表达。研究发现，一种被称为PXo的基因能够编码一种Pi感应蛋白。于是，他们用AlphaFold预测了果蝇PXo蛋白及其人类直系同源XPR1的结构、并做了结构比对，找到了PXo蛋白上的Pi感应域。进一步研究发现，当细胞被剥夺Pi时，PXo基因的表达会下调。定位实验显示，PXo蛋白主要位于肠吸收细胞中，在其他细胞中很少见。PXo蛋白集中分布在细胞的一些有多层膜的椭圆形结构中（一种全新的细胞器，被称作PXo小体）。Pi被PXo蛋白转运进入PXo小体后，储存起来，可转化为膜的主要成分。
当饮食中的Pi不足时，PXo小体中的膜成分将显著减少，最终PXo小体会被降解并通过下图所示的机制促使肠干细胞增殖。

之前的研究发现，其他微量元素会储存在果蝇的囊泡中。但在最新研究中，PXo小体是磷酸盐特有的储库。此外，虽然这项研究的重点是果蝇，但该发现可能具有深远的意义，它将为医学、营养和健康领域的更多相关发现奠定基础。
（1）Pi被PXo蛋白转运进入PXo小体后储存起来，也可转化为膜的主要成分

磷脂

磷脂

，Pi作为营养物质在细胞内参与

DNA、RNA或核酸

DNA、RNA或核酸

等大分子物质的合成。
（2）研究人员发现当细胞缺乏磷酸盐时，PXo基因的表达较弱，同时肠干细胞过度分裂。因此提出“Pi变化后通过影响PXo基因的表达来影响细胞分裂速度”请补充实验证据，并写出实验思路与预期。

将PXo过表达载体导入肠干细胞，缺乏Pi时，转基因肠干细胞分裂速度慢于对照组非转基因肠干细胞，或敲除肠干细胞PXo基因，正常Pi时，敲除细胞分裂速度快于非敲除组。

将PXo过表达载体导入肠干细胞，缺乏Pi时，转基因肠干细胞分裂速度慢于对照组非转基因肠干细胞，或敲除肠干细胞PXo基因，正常Pi时，敲除细胞分裂速度快于非敲除组。

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（3）PXo小体是磷酸盐特有的储库，线粒体有氧呼吸的主要场所，叶绿体是光合作用场所，从结构与功能的角度分析上述细胞器结构特殊性的意义。

细胞吸收的Pi以磷脂形式储存在膜中，PXo小体具有多层膜结构利于储存足量的Pi；线粒体内膜折叠成嵴增大膜面积，利于有氧呼吸第三阶段进行；叶绿体类囊体叠加形成基粒扩大类囊体膜面积利于光反应进行

细胞吸收的Pi以磷脂形式储存在膜中，PXo小体具有多层膜结构利于储存足量的Pi；线粒体内膜折叠成嵴增大膜面积，利于有氧呼吸第三阶段进行；叶绿体类囊体叠加形成基粒扩大类囊体膜面积利于光反应进行

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（4）从稳态与平衡、物质与能量角度分析Pxo小体维持动物Pi相对稳定的机制及意义。

当饮食中的磷酸盐不足时，一方面，PXo小体被降解，释放出磷酸盐供细胞使用，（通过补偿机制）维持细胞中的Pi水平稳态；另一方面，PXo小体的降解解除了PXo小体对Cka蛋白的抑制作用，并进一步激活JNK信号，促使干细胞增殖，形成更多肠吸收细胞，从而尽可能吸收磷酸盐，维持Pi的相对稳定。增强了动物对低Pi环境的适应，利于个体的生存。当饮食中的磷酸盐充足时，PXo小体抑制肠干细胞增殖，既满足了储存Pi的需要又避免了物质和能量的浪费

当饮食中的磷酸盐不足时，一方面，PXo小体被降解，释放出磷酸盐供细胞使用，（通过补偿机制）维持细胞中的Pi水平稳态；另一方面，PXo小体的降解解除了PXo小体对Cka蛋白的抑制作用，并进一步激活JNK信号，促使干细胞增殖，形成更多肠吸收细胞，从而尽可能吸收磷酸盐，维持Pi的相对稳定。增强了动物对低Pi环境的适应，利于个体的生存。当饮食中的磷酸盐充足时，PXo小体抑制肠干细胞增殖，既满足了储存Pi的需要又避免了物质和能量的浪费

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