Transkripčná regulácia proteinu PIN4, membránového prenášača rastlinného hormónu auxinu

Abstract

PIN-FORMED (PIN) proteíny patria medzi sekundárne prenášače rastlinného hormónu auxínu a podieľajú sa na jeho exporte z buniek. Asymetrická lokalizácia týchto prenášačov v bunke určuje smerovaný transport auxínu a tým ovplyvňuje vývin rastliny. Aktivita PIN proteínov môže byť regulovaná na mnohých úrovniach, no prvým krokom v ich regulácií je samotná génová transkripcia. Preto sa aj táto diplomová práca zameriava na charakterizáciu transkripčnej regulácie PIN proteínov, a to konkrétne PIN4 proteínu. Pozorovaním rastlín nesúcich transkripčnú fúziu rôzne veľkých častí promótora génu PIN4 s génom pre zelený fluorescenčný proteín (GFP) sa podarilo určiť, ktorá jeho časť je potrebná pre nasadanie transkripčných faktorov a spustenie samotnej transkripcie. Tento úsek promótora PIN4 sa následne využil ako návnada pre transkripčné faktory v jednohybridnom kvasinkovom systéme. Celkovo sa podarilo identifikovať 24 transkripčných faktorov, v ktorých najpočetnejšie zastúpenie mali rodiny transkripčných faktorov GATA a APETALA2 (AP2)/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (ERF). K overeniu interakcií medzi promótorom PIN4 a získanými transkripčnými faktormi bola využitá metóda transfekcie protoplastov so sledovaním expresie luciferázy. Transfekované boli protoplasty z listov rastlín Arabidopsis thaliana a z tabákovej bunkovej kultúry...

PIN-FORMED (PIN) proteins are plant-specific secondary transporters acting in the efflux of plant signaling molecule auxin from cells. Their asymmetrical localization within cells determines the directionality of auxin flow and thereby influences plant development. The activity of PIN proteins is regulated at multiple levels; however the primary step in the regulation of PIN proteins takes place at the level of gene transcription. Therefore the main focus of this diploma thesis is the characterization of the transcriptional regulation of PIN proteins, namely PIN4 protein. The observation of plants carrying transcriptional fusion consisting of various lengths of PIN4 promoter and green fluorescent protein (GFP) showed which part of PIN4 promoter is essential for binding transcription factors and for the start of transcription. This part of PIN4 promoter was used as bait for transcription factors in yeast one hybrid screens. Altogether, 24 transcription factors were identified in which the most numerous were transcription factors from GATA and APETALA2 (AP2)/ETHYLENE RESPONSE FACTOR (ERF) families. To verify the interactions between identified transcription factors and PIN4 promoter, the protoplast transient expression assay was used. Protoplasts isolated from Arabidopsis thaliana leaves and tobacco BY-2 cell...