Příběh dvou aktinových nukleátorů: interakce ARP2/3 komplexu a forminů

Abstract

Cytoskelet rostlin, provázaná síť aktinových a mikrotubulárních vláken, je zásadní pro mnoho buněčných procesů, které jsou nezbytné pro růst, vývoj a reprodukci rostlin. Důležitou součástí tohoto dynamického systému je aktinový cytoskelet, který je regulován skupinou aktin- vázajících proteinů, včetně dvou aktinových nukleátorů, ARP2/3 komplexu a rodinou forminů. Cílem mého doktorského výzkumu bylo objasnit rozdíly ve funkcích ARP2/3 komplexu a forminů a odhalit mechanismy, které stojí za morfologickými fenotypy rostlin s nefunkčním komplexem ARP2/3. Zatímco vliv ARP2/3 komplexu a forminů na morfogenezi buněk Arabidopsis thaliana byl popsán, interakce mezi těmito dvěma nukleátory zůstaly neprozkoumány. V rámci mé práce jsem porovnávala rostliny s mutovanými podjednotkami ARP2/3 komplexu a mutanty v nejzastoupenějším forminu v rostlinách (FORMIN1) společně s jejich dvojitými mutanty a zjistila jsem, že tvar trichomů a epidermálních buněk děložních lístků se u dvojitých mutantů podobá mutantům v podjednotkách ARP2/3 komplexu. Nicméně, hlubší analýza odhalila složitější, neantagonistický vztah mezi těmito dvěma nukleačními systémy. Následující studie aktinového a mikrotubulového cytoskeletu v rostlinách s mutantními aktinovými nukleátory, spolu s jejich odlišnou lokalizací v rostlinných buňkách, dále...

The plant cytoskeleton, a complex network of actin and microtubule filaments, is crucial for numerous processes essential to plant growth, development, and reproduction. An important part of this dynamic system is the actin cytoskeleton, which is regulated by various actin- binding proteins, including only two actin nucleators in plants, the ARP2/3 complex, and the family of formins. My doctoral research aims to elucidate the differences in function between ARP2/3 complex and formins as well as to uncover the mechanisms underlying the morphological phenotypes observed in ARP2/3 complex mutant plants. While the influence of the ARP2/3 complex and formins on Arabidopsis thaliana cell morphogenesis has been described, the interactions of the two nucleators have remained unexplored. By comparing plants with mutant subunits of the ARP2/3 complex and mutants of the most abundant formin in plants (FORMIN1), together with their double mutants, we found that the shape of trichomes and epidermal cells of cotyledons of the double mutants resembles those of the ARP2/3 complex mutants. However, a deeper analysis revealed a more complex, non-antagonistic relationship between the two nucleation systems. A following study of the actin and microtubule cytoskeleton in plants with mutant actin nucleators, along with...