Functions of the exocyst complex in secretion and cell wall biogenesis

Abstract

SOUHRN Mechanická pevnost rostlinných pletiv a orgánů může být přičítána specifickým vlastnostem buněčné stěny. V mnoha případech se rozličné materiály buněčné stěny ukládají v buňkách lokalizovaným způsobem, za účelem dosažení konečného tvaru buňky. Toto zajišťuje vysoce organizované působení endomembránového systému, který je nezbytný pro biosyntézu a sekreci proteinů a polysacharidů tvořících buněčnou stěnu. U eukaryot je exocyst evolučně konzervovaný poutací komplex, který přichycuje sekreční váčky v místech sekrece na plazmatické membráně. V této práci jsme řešili několik aspektů stavby rostlinného komplexu exocyst a tvorby buněčné stěny za použití technik molekulární biologie a pokročilé konfokální mikroskopie. Ukázali jsme, že v Arabidopsis thaliana jsou přítomny dvě podjednotky exocystu SEC10, jejichž funkce jsou vzájemně zastupitelné. Také jsme prokázali, že uspořádání rostlinného komplexu exocyst sdílí strukturální rysy exocystu obdobně jako u kvasinek. Zaznamenali jsme význam funkční podjednotky exocystu EXO84b pro normální vývoj vodivých pletiv, a zjistili, že u mutantů v podjednotkách exocystu se hlavní složky sekundární buněčné stěny ukládají normálně. Popsali jsme rozdílnou dynamiku exocystu v epidermálních buňkách, která je nezávislá na mikrotubulech, narozdíl od buněk vyvíjejících se v...

The mechanical strength of plant tissues and organs can be attributed to specific properties of the cell wall. In many cases, in order to establish their final shape, cells deposit various cell wall materials in a localized manner. This is achieved by highly organized action of the endomembrane system which is essential for biosynthesis and secretion of cell wall proteins and polysaccharides. The exocyst complex is a conserved tethering complex in eukaryotes and it is involved in tethering of secretory vesicles to the sites of secretion at the plasma membrane. In this study, we address several aspects of the plant exocyst complex architecture and cell wall development using molecular biology techniques and advanced confocal microscopy. We demonstrated that two SEC10 exocyst subunits are present in Arabidopsis thaliana and share redundant functions. We also showed that the architecture of the plant exocyst complex shares several structural features with the yeast one. We demonstrated the importance of the functional EXO84b exocyst subunit for normal tracheary element development and showed that the main constituents of the secondary cell walls are deposited normally in exocyst mutants. We described a clear difference in the exocyst microtubule-independent dynamics in epidermal cells vs. cell type...