Role transportu tubulinu mezi jádrem a cytoplazmou

Abstract

Tubulin je základní stavební jednotkou mikrotubulů, které zajišťují vnitrobuněčný transport, morfologické změny, propojení proteinů metabolických drah, segregaci chromozómů během mitózy a mnohé další nezbytné procesy v rostlinných buňkách. Lokalizace tubulinu vzhledem k jádru je však přísně kontrolována a během interfáze se v jádře tubulin běžně nevyskytuje. Jak jsme dříve ukázali, jednou z výjimek přítomnosti tubulinu v jádře je chladový stres. Zároveň jsme v molekulách tubulinů odhalili několik rostlinně specifických jaderných exportních sekvencí (NES): jednu v α-tubulinu a dvě v β-tubulinu. V této práci jsem zjistil, že mutace obou funkčních NES v β-tubulinu zároveň způsobuje slabou akumulaci tohoto proteinu v jádrech. Fenotyp transgenních rostlin exprimujících β-tubulin s mutacemi však pravděpodobně není přítomností mutovaného proteinu ovlivněn. Vliv exprese mutovaných β-tubulinů byl sledován i u buněk kultury Nicotiana tabacum BY-2. Exprese β-tubulinů nesoucích mutace v jednom z NES (NES3) či v obou NES způsobuje změny v dělivé aktivitě buněk, zatímco mutace v NES2 vliv nemá. Dále bylo zjištěno, že chlad 0řC nezp ůsobuje masivní akumulaci tubulinu v jádrech rostlinných buněk v kontextu celých rostlin Arabidopsis thaliana, čímž jsou doplněna naše dřívější zjištění o akumulaci tubulinu v jádrech...

Tubulin is the basic building block of microtubules which ensure intracellular transport, morphological changes, the connection of proteins of metabolic pathways, the segregation of chromosomes during mitosis and many other essential processes in plant cells. The localization of tubulin regarding nucleus is strictly controlled and during the interphase, tubulin is usually not present in the nucleus. As we previously showed, one of the exceptions of the presence of tubulin in the nucleus is the cold stress condition. Also, we discovered several plant-specific nuclear export sequences (NES) in tubulin molecules: one in α-tubulin and two in β-tubulin. In this work I found that double mutation of both functional β-tubulin NESes cause slight accumulation of the protein in the nuclei. However, the phenotype of the transgenic plants expressing β-tubulin with mutations is probably not affected by the presence of the mutated protein. The effect of the expression of the mutated β-tubulins was observed in Nicotiana tabacum BY-2 cells as well. The expression of β-tubulin carrying a single NES3 mutation or double mutation of both NESes bring changes of the division activity of the cells, while the NES2 mutation does not have any effect. Furthermore, it was discovered that the 0řC cold tr eatment does not cause...