Analýza inhibitorů jaderného exportu a importu rostlin

Abstract

Eukaryotické buňky mají jádro, kde je uložena DNA. Transport mezi jádrem a cytoplazmou je nesmírně důležitý pro zajištění genové exprese i pro kontrolu a regulaci jaderných procesů a struktur. Během interfáze jsou do a z jádra transportovány skrze jaderné póry tisíce makromolekul a nukleocytoplasmatický transport je nezbytný pro životaschopnost eukaryotických organismů. Transport mezi jádrem a cytoplazmou je přísně regulován a pro studium této regulace se využívají specifické inhibitory jaderného transportu. Zatímco ve výzkumu živočišných buněk jsou inhibitory jaderného transportu hojně studovány, aktivita většiny z nich nebyla testována v rostlinných buňkách. V této práci jsou proto testovány inhibitory jaderného exportu Leptomycin B (LMB) a inhibitory jaderného importu Importazol (IMZ) a Ivermectin (IVR) v kořenech rostlin Arabidopsis thaliana a v izolovaných buňkách tabáku BY­2.. Součástí této práce je též testování vhodných markerů pro transport mezi jádrem a cytoplazmou. Jako nejlepší se ukázaly být GFP­NES a NLS­GFP, protože jsou stabilní a mohou samovolně difundovat skrze jaderné póry. Díky těmto markerům jsem stanovil účinné koncentrace pro LMB (100 nM u kořenů, 50 nM u izolovaných buněk) a IMZ (75 μM u kořenů). IVR se ukázal být na jaderný import rostlin neúčinný.

Eukaryotic cells have a nucleus where DNA is stored. Transport between the nucleus and cytoplasm is extremely important for ensuring gene expression as well as for controlling and regulating nuclear processes and structures. During interphase, thousands of macromolecules are transported into and out of the nucleus through nuclear pores, and nucleocytoplasmic transport is essential for the viability of eukaryotic organisms. Transport between the nucleus and cytoplasm is tightly regulated, and specific inhibitors of nuclear transport are used to study this regulation. While nuclear transport inhibitors have been extensively studied in animal cell research, the activity of most of them has not been tested in plant cells. In this work the nuclear export inhibitors Leptomycin B (LMB) and the nuclear import inhibitors Importazole (IMZ) and Ivermectin (IVR) are tested in Arabidopsis thaliana plant roots and in isolated tobacco BY- 2 cells. This work also includes testing suitable markers for transport between the nucleus and cytoplasm. GFP-NES and NLS-GFP were found to be the best markers because they are stable and can diffuse spontaneously through nuclear pores. With these markers, I determined effective concentrations for LMB (100 nM in roots, 50 nM in isolated cells) and IMZ (75 μM in roots). IVR proved to be...