Role of TCTP1 in plant reproduction

Abstract

TCTP is a conserved eukaryotic protein involved in regulation of multiple cellular processes, such as translation, cell cycle and cell death. Apart from its intracellular functions, TCTP is secreted and participates in human immune response. Dimerization via a terminal cysteine residue is critical for its extracellular function. Multiple sequence alignment of eukaryotic TCTPs revealed that terminal cysteine residue is conserved not only in animals but also in green plant lineage. In contrast to animal model organisms, knowledge about TCTP in plants is limited. Arabidopsis thaliana genome harbors two TCTP paralogs, TCTP1 and TCTP2. TCTP1 expression is highly upregulated in pollen. Previously published studies pointed to its role in embryo development, pollen tube growth and targeting. Using mutant characterization and analysis of subcellular localization, the role of TCTP1 in plant reproduction was investigated in this thesis. Recombinant Arabidopsis thaliana TCTP1 protein was produced along with its potential interacting partners BRL2 and TTL3 in heterologous Escherichia coli system. tctp-1 T- DNA line characterization pointed to TCTP1 role in pollen tube growth. It was expressed in mature pollen and pollen tube under native promoter and localized to the cytoplasm. Recombinant AtTCTP1 formed dimers...

TCTP je evolučně konzervovaný eukaryotní protein zapojený do regulace řady buněčných procesů, například translace, buněčného cyklu a buněčné smrti. U člověka je TCTP z buňky sekretován a účastní se imunitní odpovědi. Pro jeho extracelulární funkci je zásadní schopnost dimerizace přes terminální cysteinový zbytek. Porovnání sekvencí TCTP u různých eukaryotních organismů odhalilo, že tento zbytek je evolučně konzervován nejen u živočichů, ale i u rostlin. Na rozdíl od živočišných modelů jsou poznatky o TCTP v rostlinách omezené. V genomu huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana) jsou kódovány dva paralogní geny TCTP1 a TCTP2. TCTP1 je silně exprimován v pylu. Publikované studie ukazují na jeho úlohu ve vývoji embrya a růstu pylové láčky. V této diplomové práci byla dále studována úloha TCTP1 v pohlavním rozmnožování rostlin s využitím metod fenotypové charakterizace mutantní linie a analýzy subcelulární lokalizace. V heterologním bakteriálním systému byl exprimován rekombinantní TCTP1 z huseníčku rolního a jeho potenciální interakční partneři BRL2 a TTL3. Charakterizace mutantní linie tctp-1 naznačila roli TCTP1 v růstu pylové láčky. TCTP1 exprimován pod kontrolou nativního promotoru lokalizoval v cytoplazmě pylu a pylové láčky. Rekombinantní AtTCTP1 v in vitro podmínkách vytvářel dimery. Mutace...