Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

Hvordan en molekylær switch former planteorganvækst

DAR2-spaltning af TMK1-EGFP flytter den fra plasmamembranen til kernen af ​​Arabidopsis rodprotoplaster. (AH ) Konfokale billeder af dar2-1 rodprotoplaster transformeret med TMK1-EGFP, histon HT2B-mCherry og spaltningsmutanter med eller uden DAR2. HT2B-mCherry markerer kernen. Colocation af TMK1-EGFP og HT2B-mCherry viser sig som gul fluorescens. (Størrelsesstænger:5 µm.) (I ) Forhold mellem nuklear-lokaliseret/total protoplast EGFP i forskellige TMK1-EGFP spaltningsmutanter. n =20 protoplaster fra hver af tre uafhængige eksperimenter. Alle blev sammenlignet med TMK-EGFP-niveauer uden 3HA-DAR2, og signifikante forskelle er angivet som *P <0,05. Kredit:Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI:10.1073/pnas.2205757119

Forskere ved John Innes Center og partnere ved det kinesiske videnskabsakademi har identificeret en molekylær switch, der etablerer differentiel cellevækst og organform.

Vækstregulatoren auxin fremmer cellevækst gennem et overfladeprotein kaldet Transmembrane Kinase 1 (TMK1). På celleoverfladen modulerer TMK1 cellevæggenskaber, der letter cellevækst. Men TMK1 signalerer også en modsat væksthæmmende effekt i cellekernen, hvor det undertrykker cellevækst ved at reducere auxin-medieret genekspression.

Dr. Benguo Gu og hans kolleger viste, hvordan TMK1 udfører disse tilsyneladende modsatte funktioner i forskellige dele af cellen. Dette involverer spaltning af TMK1-protein på celleoverfladen og overførsel af en del af det spaltede protein til kernen. Selvom denne proces er rimelig almindelig, har det været vanskeligt at identificere de involverede proteinspaltende proteiner på grund af tekniske udfordringer.

De involverede proteiner er medlemmer af DA1-familien af ​​peptidaser. Disse enzymer spalter en række proteiner involveret i vækstresponser og bidrager til at forme organvækst. Demonstrationen af ​​DA1-familiespaltning af TMK1 viser, hvordan de modulerer informationsstrømmen fra celleoverfladen til kernen for at forme cellestørrelse og organvækst. At definere disse processer giver vigtige bidrag til vores forståelse af plantevækst.

Dr. Gu, en forskningsassistent ved John Innes Center siger, at deres "arbejde viste, at DA1-familiens peptidaser fungerer på hormonsignaltransduktion, hvilket indikerer en generel mekanisme til at overføre signal fra plasmamembran til kerne. Resultaterne tilbyder potentielt en måde at forbedre afgrøden på. frøfremkomst."

"Modulation of receptor-like transmembrane kinase 1 nuclear localization by DA1 peptidases in Arabidopsis" er offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences . + Udforsk yderligere

Nyopdaget mekanisme for plantehormon auxin virker modsat