ALBA proteins in plant reproductive development

Abstract

ALBA proteins with an affinity to nucleic acids form a conserved family among all domains of life. In eukaryotic evolution, their homologs split into two subfamilies: shorter Rpp20-like (which possess the Alba domain) and longer forms represented by the Rpp25-like subfamily (in which additional domains are recognized). Plant genomes typically encode a higher number of ALBA genes, which are introduced through chromatin dynamics and reorganization. Although the roles of ALBA homologs in plants have been intensively studied, their functions and importance have not yet been fully clarified. This study aims to find their implementation in the reproduction of Arabidopsis, particularly in the male gametophyte. Initial experiments uncovered expression patterns of the family in generative organs, followed by protein localizations during pollen development. Further experiments were based on colocalization assays with selected markers for various types of ribonucleoprotein particles (RNPs) in pollen. Concurrently, the Alba family was investigated in connection with the cellular heat stress response in reproductive organs with an emphasis on the male gametophyte. The uniform behavior of ALBA proteins corresponds to their action in dimeric or multimeric complexes. Surprisingly, the acquired results revealed...

Proteiny ALBA, které mají afinitu k nukleovým kyselinám, tvoří rodinu konzervovanou napříč všemi říšemi organismů. V evoluci eukaryot došlo k jejich rozdělení do dvou podrodin; kratší, podobné Rpp20 (které mají pouze doménou Alba) a delší, podobné Rpp25 (obvykle obsahují další přídatné domény). V rostlinných genomech se obvykle vyskytuje větší množství genů ALBA, které vznikly důsledkem dynamiky a přestaveb chromatinu. Přestože jsou rostlinné homology intenzivně studovány, důležitost jejich funkce zatím není zcela ozřejměna. Tato práce si klade za cíl vysvětlení jejich vlivu na rozmnožování huseníčku, především studuje jejich úlohu ve vývoji samčího gametofytu. První pokusy vedly k popisu transkripční aktivity Alba rodiny v generativních orgánech následované lokalizacemi proteinů ve vývoji pylu. Návazné experimenty byly založeny na kolokalizaci s vybranými markerovými proteiny, které značí různé typy ribonukleoproteinových částic (RNP) v pylu. Současně byla rodina proteinů Alba studována ve spojení s buněčnou odpovědí na teplotní stres v reprodukčních orgánech s důrazem na samčí gametofyt. Podobnosti pozorované v chování proteinů ALBA jsou v souladu s jejich působením v dimerních nebo multimerních komplexech. Získané výsledky překvapivě odhalily drobné odchylky pozorované mezi homology, podle...