纤维素是最具经济价值的细胞壁成分，其高级结构与纤维素的理化性质和经济价值密切相关。然而纤维素的组装过程极其复杂，除了纤维素链自组装假说外，一直没有证据证明纤维素的组装需要一些关键蛋白的参与。另一方面，早在2001年已有报道表明COBRA蛋白参与了纤维素的生物合成过程，但其作用机理一直未知，使其成为本领域的‘未解之谜’。

　　BC1是一个类COBRA蛋白，李家洋院士课题组在2003年首次报道了所编码基因的克隆及其影响次生壁纤维素合成的效应。近期，周奕华课题组与李家洋课题组及中国水稻所钱前课题组合作，从BC1的生化特性入手，利用生物化学、细胞生物学、遗传学、生物物理学、植物化学等多种手段，以充分的证据证明BC1蛋白是一个磷脂酰肌醇（GPI）锚定的膜蛋白，切除GPI锚定的BC1定位在细胞壁、尤其是次生壁上。BC1蛋白的N端有一个碳水化合物结合结构域（CBM）。体外生化分析和体内遗传学实验证实，该结构域可特异结合晶体化纤维素，是一个重要的功能域。此外还发现BC1蛋白的细胞壁定位需要GPI和CBM结构域共同发挥作用。虽然BC1与CESAs基因高度共表达，但遗传学证据表明BC1的作用位置与CESA不同，可能在CESA蛋白合成纤维素葡聚糖链后发挥作用。利用广角X衍射(WAXS)方法分析了突变体和相关材料中纤维素的高级结构，证实该基因突变可导致纤维素微晶尺寸显著变小，而过量表达BC1可以提高纤维素的相对结晶度。表达CBM中特定芳香族氨基酸点突变的BC1变异形式可使转基因材料的纤维素微晶大小改变，并与其体外结合纤维素能力相符。

　　这一发现首次证明了纤维素的组装需要蛋白的参与。因此，BC1可作为改良植物纤维素性质的关键元件，其应用前景令人期待。该项工作已于2013年8月22日在PLoS Genetics杂志上在线发表(DOI:10.1371/journal.pgen.1003704)。周奕华课题组刘立锋和上官科科为该论文的共同第一作者。该研究得到了973、国家自然科学基金和转基因专项的资助。