Rostlinné synapse: víc než metafora?

Abstract

Synapses are generally defined as places where cell-to-cell signal transmission especially between neurons can occur, involving transmission of signal by local recycling of exo- and endocytosis vesicles. Possible existence of synaptic signal transduction in plants is still subject of discussion. However, existence of plants homologues of proteins related to those found in synapse support this theory. Cell-to-cell contacts similar to electric, immunological and chemical synapses were described in plants. Here I describe some proteins involved in function or synapse development whose plant homologs are known, or were discovered by myself. Protein RHD3 was described as ortholog of mammalian atlastin. Mutation in atlastin cause hereditary spastic paraplegia where morphology of long axons is changed. Similar change of cell morphology is found also in rhd3 mutans, whose root-hairs have altered phenotype. These root-hairs are shorter and posses wavy appearance. Further I succeeded in identification of possible homolog of two other proteins. It is homolog of Dlg-MAGUK, which is involved in proper function and synapse development. Second whose possible homolog I found is RIMs- BP 2. RIMs-BP 2 forms bifunctional connections between fusion apparatus of synaptic vesicle and Ca2+ channels. Last protein was...

Synapse jsou obecně definovány, jako místa kde dochází k mezibuněčnému přenosu signálu především mezi neurony za pomoci lokální recyklace exo- a endocytických váčků. Možná existence synaptického přenosu signálu je u rostlin stále předmětem debat. Nicméně existence rostlinných proteinů homologních k proteinům, které se vyskytují v synapsích, tuto teorii podporují. U rostlin byla do dnešní doby popsána mezibuněčná spojení, která se podobají jak elektrickým a imunologickým tak i chemickým synapsím. Tato práce se zabývá popisem známých i mou nově objevených rostlinných homologů několika genů, kteří se u živočichů účastní funkce a vývoje synapsí. Protein RHD3 byl popsán jako ortholog savčího atlastinu. Mutace v atlastinu způsobuje dědičnou spastickou paraplegii, u které dochází ke změně morfologie dlouhých axonů. Obdobnou změnu buněčné morfogeneze vykazují i mutanti rhd3, jejichž kořenové vlásky vykazují změněný fenotyp. Tyto vlásky jsou kratší a mají vlnitý vzhled. Dále se mi podařilo identifikovat možné homology dvou dalších genů. Jedná se o homologa k Dlg-MAGUK, který se podílí na správném vývoji a funkci synapsí. Druhým proteinem, ke kterému jsem objevil možného homologa, je RIMs-BP 2. RIMs-BP 2 tvoří bifunkční spojení mezi fúzním aparátem synaptického váčku a Ca2+ kanály. Posledním proteinem je...