Identification of the cytoplasmic TIR1/AFB auxin coreceptors complexes in Arabidopsis thaliana

Abstract

Auxin je fytohormon ovlivňující mnoho aspektů rostlinného růstu a vývoje. Ústředním mechanismem jeho fungování je dobře popsaná signální dráha, která vede k regulaci genové exprese. Mezi klíčové hráče této dráhy patří TIR1/AFB receptory a jejich koreceptory Aux/IAA, které zároveň fungují jako represory transkripce a v přítomnosti auxinu jsou degradovány. V kořenech Arabidopsis byla ale nedávno objevena další signální dráha, nezávislá na regulaci transkripce. První odpovědi této dráhy, jako vtok Ca2+ iontů do buňky a alkalinizace apoplastu, se projevují v řádu sekund, na úrovni celého kořene je efekt pozorovatelný po několika minutách. Tuto netranskripční dráhu spouští cytoplasmatický auxinový receptor AFB1, který je blízce příbuzný výhradně jadernému receptoru TIR1. Mechanismus percepce auxinu v cytoplasmě zatím nebyl objasněn, ale vzhledem ke konzervovanosti auxinového koreceptorového komplexu je důvod se domnívat, že Aux/IAA proteiny by mohly hrát roli i v cytoplasmatické signální dráze. V této práci jsem testovala hypotézu, že existuje skupina cytoplasmatických Aux/IAA a že tyto fungují jako koreceptory AFB1 v percepci auxinu. Vytvořila jsem stabilní transgenní linie exprimující z ubikvitinového promotoru různé Aux/IAA proteiny opatřené fluorescenční značkou a analyzovala jsem jejich...

Auxin is a phytohormone involved in many aspects of plant growth and development. The core of auxin action lies in its well-described signalling pathway, which leads to regulation of gene expression. Key players of this pathway include the TIR1/AFB receptors and Aux/IAAs coreceptors acting as transcriptional repressors, which are degraded upon auxin perception. However, another pathway, which operates independently of transcriptional regulation, has recently been discovered in Arabidopsis roots. The first responses of this pathway, such as Ca2+ influx and apoplast alkalinisation, happen within seconds; the whole-root effect is observable within a few minutes. The non-transcriptional pathway is mediated by the cytoplasmic auxin receptor AFB1, a close relative of the exclusively nuclear TIR1. The mechanism of auxin perception in the cytoplasm remains unclear. However, the conserved nature of the auxin coreceptor complex indicates that Aux/IAAs may also participate in cytoplasmic auxin perception. In this work I tested the hypothesis that a subset of Aux/IAA proteins is cytoplasmic and as such can function as AFB1 auxin coreceptors. I created stable transgenic lines containing various fluorescently labelled Aux/IAA proteins under the control of the ubiquitin promoter and analysed their subcellular...