Gamma-Tubulin forms and functions in microtubule organization and beyond

Abstract

SOUHRN Mikrotubuly jsou vysoce dynamické struktury tvořící komplexní uspořádání měnící se dle potřeb buňky. U většiny eukaryot se mikrotubuly utvářejí z definovaných organizujících center, jako jsou centrozómy nebo pólová tělíska. Navzdory konzervovanosti hlavních komponent cytoskeletu u rostlin a živočichů, rostlinné buňky postrádají struktury podobné centrozómům a vyvinuly si unikátní mechanismus pro kontrolu tvorby a organizace mikrotubulů. γ-Tubulin je nezbytnou součástí center organizujících mikrotubuly, vysoce konzervavaný mezi eukaryoty, s prominentní rolí v nukleaci mikrotubulů. Nicméně stále více důkazů nasvědčuje tomu, že γ-tubulin je multifunkčním proteinem. Vedle nukleace mikrotubulů, γ-tubulin kontroluje dynamiku mikrotubulárních plus konců, reguluje genovou expresi, tvoří komplexy s proteiny opravující DNA a účastní se regulace buněčného cyklu. Zaměřili jsme se na γ-tubulinové komplexy s cílem charakterizovat interaktory γ-tubulinu a jejich funkce u Arabidopsis. Vedle charakterizace funkce související s mikrotubuly, jsme analyzovali buněčný cyklus a dělení. Také jsme studovali odezvy buňky na poškození DNA, s ní spojenou účast E2F/RBR dráhy a případné propojení s γ-tubulinem. Charakterizovali jsme NodGS protein jako nový interaktor γ-tubulinu u Arabidopsis a navrhli jeho funkci v morfogenezi...

Microtubules are highly dynamic structures forming complex arrays changing accordingly to cellular requirements. In most eukaryotes, microtubules are nucleated from defined organizing centres like centrosomes or spindle pole bodies. Despite conservation of the major cytoskeletal components in plants and animals, plant cells lack centrosome-like structures and have evolved a unique mechanism to control microtubule assembly and organization. γ-Tubulin is an essential component of microtubule organizing centres, highly conserved in all eukaryotes with a prominent role in microtubule nucleation. However, growing body of evidence suggests γ-tubulin as a multifunctional protein. Next to microtubule nucleation, γ-tubulin controls microtubule plus-end dynamics, regulates gene expression, associates with DNA repair proteins and is implemented in mitotic and cell cycle regulation. We focused on γ-tubulin complexes and aimed to characterize interactors of γ-tubulin and their function in Arabidopsis. Next to characterizing microtubule dependent functions, we analyzed cell cycle and division. We also studied DNA damage response and involvement of E2F/RBR (retinoblastoma related) pathway and possible link to γ-tubulin. We characterized NodGS protein as a novel interactor of γ-tubulin in Arabidopsis and proposed...