Unravelling the essential functions of stored mRNAs in the plant male gametophyte

Abstract

Pollen grains and pollen tubes are highly specialised structures with a strict developmental program. Pollen grain needs to synthesise a plethora of enzymes, structural and storage components and must be able to quickly react to its environment to sense the perfect timing and conditions for its germination. Its sole purpose is to be the fastest and deliver the sperm cells that are needed for successful fertilisation. The concept of RNA storage is not exclusive to pollen, it is often found also in seeds and mammalian oocytes, both of which have a similar fate and purpose as the pollen and pollen tube: preparation for a quick response. Previous research in the Laboratory of Pollen Biology led to the identification of specialised mRNA-storage particles, termed EPP (EDTA/puromycin- resistant particles) that were later revised as stalled monosomes fraction (Honys, Reňák et al. 2009, Hafidh et al. 2018). RNA distribution between translated and stored sub-cellular fractions was initially studied in Nicotiana tabacum (Hafidh et al. 2012a, 2012b) and was later extended into Arabidopsis (Klodová et al. 2023). This tobacco transcriptomic data thus served as a starting point for my PhD project that led to the identification of three candidate genes whose transcripts are stored even after 24hrs of in vitro...

Pylová zrna a pylové láčky jsou vysoce specializované orgány se striktním vývojovým programem. Pylové zrno potřebuje nasyntetizovat množství enzymů, strukturních a úložných komponentů a musí být schopné rychle reagovat na okolní prostředí, aby vycítilo ideální čas a podmínky pro vyklíčení. Jeho jediným cílem je být nejrychlejší a doručit spermatické buňky, které jsou potřeba pro úspěšné oplození. Koncept skladovaní RNA není exkluzivní pro pyl, často se zmiňuje také v semenech a savčích oocytech. Oba mají podobný osud a účel jako pyl a pylová láčka: příprava na rychlou reakci. Předešlý výzkum v Laboratoři biologie pylu vedl k objevu a popisu specifických částic pro skladování mRNA, nazvaných EPP (EDTA/puromycin-resistentní částice), později anotovanými jako zabržděné/uskladněné monosomy (Honys, Reňák et al. 2009, Hafidh et al. 2018). Distribuce RNA mezi translatovanými a uloženými/netranslatovanými subcelulárními frakcemi byla původně studována na tabáku (Nicotiana tabacum, Hafidh et al. 2012a, 2012b), později byla rozšířená také na huseníček Arabidopsis (Klodová et al. 2023). Transkriptomická data z tabáku posloužily jako startovací bod pro můj doktorský projekt, který vedl k identifikaci tří kandidátních genů (s prodlouženým uskladnením až 24 hodin in vitro růstu pylových láček). Jde o geny...