science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe een moleculaire schakelaar de groei van plantenorganen vormgeeft

DAR2-splitsing van TMK1-EGFP verplaatst het van het plasmamembraan naar de kern van Arabidopsis wortel protoplasten. (AH ) Confocale beelden van dar2-1 wortelprotoplasten getransformeerd met TMK1-EGFP, histon HT2B-mCherry en splitsingsmutanten met of zonder DAR2. HT2B-mCherry markeert de kern. Colocatie van TMK1-EGFP en HT2B-mCherry wordt weergegeven als gele fluorescentie. (Schaalbalken:5 µm.) (I ) Verhoudingen van nucleair gelokaliseerd / totaal protoplast-EGFP in verschillende TMK1-EGFP-splitsingsmutanten. n =20 protoplasten van elk van de drie onafhankelijke experimenten. Alle werden vergeleken met TMK-EGFP-niveaus zonder 3HA-DAR2 en significante verschillen worden aangegeven als *P <0,05. Credit:Procedures van de National Academy of Sciences (2022). DOI:10.1073/pnas.2205757119

Onderzoekers van het John Innes Center en partners van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben een moleculaire schakelaar geïdentificeerd die differentiële celgroei en orgaanvorm tot stand brengt.

De groeiregulator auxine bevordert de celgroei via een oppervlakte-eiwit genaamd Transmembrane Kinase 1 (TMK1). Op het celoppervlak moduleert TMK1 celwandeigenschappen die celgroei vergemakkelijken. Maar TMK1 signaleert ook een tegengesteld groeivertragend effect in de celkern, waar het de celgroei onderdrukt door auxine-gemedieerde genexpressie te verminderen.

Dr. Benguo Gu en zijn collega's lieten zien hoe TMK1 deze schijnbaar tegengestelde functies in verschillende delen van de cel uitvoert. Dit omvat de splitsing van TMK1-eiwit aan het celoppervlak en het overbrengen van een deel van het gesplitste eiwit naar de kern. Hoewel dit proces redelijk gebruikelijk is, was het moeilijk om de betrokken eiwitsplitsende eiwitten te identificeren vanwege technische uitdagingen.

De betrokken eiwitten zijn leden van de DA1-familie van peptidasen. Deze enzymen splitsen een verscheidenheid aan eiwitten die betrokken zijn bij groeireacties en dragen bij aan het vormgeven van orgaangroei. De demonstratie van de splitsing van de DA1-familie van TMK1 laat zien hoe ze de informatiestroom van het celoppervlak naar de kern moduleren om de celgrootte en orgaangroei te vormen. Het definiëren van deze processen levert een belangrijke bijdrage aan ons begrip van plantengroei.

Dr. Gu, een onderzoeksassistent bij het John Innes Center, zegt dat hun "werk aantoonde dat peptidasen uit de DA1-familie werken op hormoonsignaaltransductie, wat wijst op een algemeen mechanisme om signaal van plasmamembraan naar kern over te brengen. De bevindingen bieden mogelijk een manier om de oogst te verbeteren." zaadopkomst."

"Modulatie van receptorachtige transmembraankinase 1 nucleaire lokalisatie door DA1-peptidasen in Arabidopsis" is gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences . + Verder verkennen

Nieuw ontdekt mechanisme van plantenhormoon auxine werkt averechts