Rodina auxinových přenašečů PIN: funkční a evoluční pohled

Abstract

Growth and development of plant body is dependent on correct and effective integration of information about current deployment of its body parts, as well as on perception and transduction of inputs from environment. Multiple developmental processes within plant body are determined by specific and tightly controlled distribution of molecule with unique signaling mission within plant development - auxin. Spatial distribution of auxin is co-determined by plethora of tightly controlled processes, and the polar auxin transport plays unique role among them. PIN proteins are the plant-specific family of secondary transporters driving movement of auxin across membranes. With their frequent asymmetrical localization within cells, specific expression patterns in developing tissues and their reactiveness to external cues they secure unique, dynamic and asymmetric distribution of auxin within the plant body. This dissertation thesis is focused on characterization of the role different PIN proteins play in determining cellular auxin homeostasis and consequent formation of auxin gradients. Controlled overexpression of PIN proteins in tobacco cells showed, that PIN4 and to some extent also PIN6, function as the direct auxin efflux carriers. In the cellular auxin transport they play the role analogous to other...

SOUHRN Pro růst rostlin a vývoj rostlinného těla má zásadní význam kvalitní a efektivní zpracování signálů, resp. informací pocházejících jednak přímo z rostlinného těla, ohledně rozložení jednotlivých rostlinných částí a jednak integrace podnětů z prostředí, umožňující rostlině reagovat na vnitřní vývojové podmínky i vnější hrozby vhodnou korekcí svého růstového programu. Velké množství vývojových procesů rostlinného těla je tak determinováno charakteristickým prostorovým rozmístěním auxinu - molekuly s informační hodnotou. Prostorového rozmístění auxinu v prostoru je dosaženo kombinací a bilancí velkého množství striktně regulovaných procesů, mezi nimiž významnou a jedinečnou roli hraje polární transport auxinu. Rodina auxinových přenašečů PIN pak představuje přenašeče auxinu z buňky, které díky své asymetrické lokalizaci, specifickým expresním vzorcům a modulovatelné transportní funkci zajišťují tvorbu specifických auxinových gradientů. Předmětem této disertační práce je charakterizace rolí, kterou jednotlivé PINy hrají při tvorbě a udržování vnitřních buněčných hladin auxinu a následně auxinových gradientů v rostlině. Kontrolovatelná nad-exprese proteinů PIN v tabákových buněčných liniích ukázala, že PIN4 a do určité míry také PIN6, fungují přímo jako přenašeče auxinu ven z buňky. V buněčném auxinovém...