Coat Protein complex II (COPII), a coat protein complex that forms vesicles on the endoplasmic reticulum (ER), mediates trafficking to the Golgi. While metazoans have few genes encoding each COPII component, plants have expanded these gene families, leading to the hypothesis that plant COPII has functionally diversified. In the moss Physcomitrium (Physcomitrella) patens, the Sec23/24 gene families are each composed of seven genes. Silencing Sec23/24 revealed isoform-specific contributions to polarized growth, with the closely related Sec23D/E and Sec24C/D essential for protonemal development. Focusing on Sec23, we discovered that Sec23D/E mediate ER-to Golgi transport and are essential for tip growth, with Sec23D localizing to presumptive ER exit sites. In contrast, Sec23A, B, C, F, and G are dispensable and do not quantitatively affect ER-to-Golgi trafficking. However, Δsec23abcfg plants exhibited reduced secretion of plasma membrane cargo. Of the four highly expressed protonemal Sec23 genes, Sec23F/G are members of a divergent Sec23 clade specifically retained in land plants. Notably, Sec23G accumulates on ER-associated foci that are significantly larger, do not overlap with, and are independent of Sec23D. While Sec23D/E form ER exit sites and function as bona fide COPII components essential for tip-growing protonemata, Sec23G and the closely related Sec23F have likely functionally diversified, forming separate and independent ER exit sites and participating in Golgi-independent trafficking pathways.

中文翻译：

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COPII Sec23 蛋白形成同种型特异性内质网出口位点，对极化生长具有不同的影响

外壳蛋白复合物 II (COPII) 是一种外壳蛋白复合物，在内质网 (ER) 上形成囊泡，介导向高尔基体的运输。虽然后生动物几乎没有编码每个 COPII 成分的基因，但植物已经扩展了这些基因家族，导致了植物 COPII 功能多样化的假设。在苔藓植物Physcomitrium (Physcomitrella) patens中，Sec23/24基因家族各由7个基因组成。沉默 Sec23/24 揭示了异构体对极化生长的特定贡献，密切相关的 Sec23D/E 和 Sec24C/D 对原生质发育至关重要。专注于 Sec23，我们发现 Sec23D/E 介导 ER 到高尔基体的运输，并且对于尖端生长至关重要，Sec23D 定位到假定的 ER 出口位点。相比之下，Sec23A、B、C、F、和 G 是可有可无的，不会在数量上影响 ER 到高尔基体的贩运。然而，Δsec23abcfg 植物表现出质膜货物的分泌减少。在四个高度表达的原生质 Sec23 基因中，Sec23F/G 是一个不同的 Sec23 进化枝的成员，该进化枝专门保留在陆地植物中。值得注意的是，Sec23G 在 ER 相关病灶上积累，这些病灶明显更大，不与 Sec23D 重叠，并且独立于 Sec23D。虽然 Sec23D/E 形成 ER 出口位点，并作为尖端生长的原生动物所必需的真正 COPII 组件发挥作用，但 Sec23G 和密切相关的 Sec23F 可能在功能上多样化，形成单独和独立的 ER 出口位点并参与独立于高尔基体的贩运途径。在四个高度表达的原生质 Sec23 基因中，Sec23F/G 是一个不同的 Sec23 进化枝的成员，该进化枝专门保留在陆地植物中。值得注意的是，Sec23G 在 ER 相关病灶上积累，这些病灶明显更大，不与 Sec23D 重叠，并且独立于 Sec23D。虽然 Sec23D/E 形成 ER 出口位点，并作为尖端生长的原生动物所必需的真正 COPII 组件发挥作用，但 Sec23G 和密切相关的 Sec23F 可能在功能上多样化，形成单独和独立的 ER 出口位点并参与独立于高尔基体的贩运途径。在四个高度表达的原生质 Sec23 基因中，Sec23F/G 是一个不同的 Sec23 进化枝的成员，该进化枝专门保留在陆地植物中。值得注意的是，Sec23G 在 ER 相关病灶上积累，这些病灶明显更大，不与 Sec23D 重叠，并且独立于 Sec23D。虽然 Sec23D/E 形成 ER 出口位点，并作为尖端生长的原生动物所必需的真正 COPII 组件发挥作用，但 Sec23G 和密切相关的 Sec23F 可能在功能上多样化，形成单独和独立的 ER 出口位点并参与独立于高尔基体的贩运途径。