Analysis of a novel plant glutaredoxin involved in flower development
Final Report Abstract
Glutaredoxine (GRX) sind kleine, ubiquitäre Oxidoreduktasen, über die bislang bekannt war, dass sie an Redox-abhängigen Prozessen bei der Stressantwort beteiligt sind. Interessanterweise haben wir gezeigt, dass die CC-Typ GRX ROXY1 und ROXY2 an Prozessen in der Blütenentwicklung wie der Ausprägung der Blütenblätter und der Mikrosporogenese beteiligt sind und dass diese GRX exklusiv nur in Landpflanzen vorkommt. In dem Moos Marchantia polymorpha existieren zwei ROXY Gene, wohingegen 21 ROXYs in Arabidopsis thaliana vorkommen. Nur diese GRX Gruppe expandierte während der Landpflanzenevolution stark, was darauf hindeutet, dass CC-Typ GRX zu der Ausbildung von immer komplexeren Pflanzenbauplänen beigetragen haben. Marchantia ist ein neu etablierter Modellorganismus für die Analyse von basalen Landpflanzen. Die meisten Genfamilien der Angiospermen kommen bereits in Marchantia vor, jedoch mit einer geringen Genanzahl, wodurch störende Redundanzeffekte bei Funktionsanalysen vermieden werden können. MpROXY1/2 Proteine verfügen über den wichtigen C-Terminus, für den wir nachweisen konnten, dass er die Interaktion mit ihren Zielproteinen, den TGA Transkriptionsfaktoren, vermittelt. Komplementationsstudien der roxy1 Arabidopsis Mutante haben gezeigt, dass die biochemische MpROXY1/2 Aktivität wahrscheinlich über 450 MJ konserviert ist. Durch vergleichende Promoteranalysen wurde die Marchantia-Transformationstechnik optimiert und weiterhin eine TALEN-vermittelte Genom-Editierungsmethode zur Herstellung von Verlustmutanten etabliert und damit MpROXY Überexpressions- und Verlustmutanten generiert, die Abweichungen von der Wildtyp-Entwicklung zeigen. MpROXY Proteine interagieren mit MpTGA Proteinen im Zellkern, was ermöglicht, die ursprüngliche und wahrscheinlich konservierte Funktion der ROXY Proteine im Zellkern zu analysieren.
Publications
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(2016) The naming of names: guidelines for gene nomenclature in Marchantia. Plant Cell Physiol. 57, 257-61
Bowman J.L., Araki T., Arteaga-Vazquez M.A., Berger F., Dolan L., Haseloff J., Ishizaki K., Kyozuka J., Lin S.S., Nagasaki H., Nakagami H., Nakajima K., Nakamura Y., Ohashi-Ito K., Sawa S., Shimamura M., Solano R., Tsukaya H., Ueda T., Watanabe Y., Yamato K.T., Zachgo S., Kohchi T.
