Specific functions of ARP2/3 complex in plants

Abstract

The ARP2/3 complex is a heteroheptameric protein complex conserved across eukaryotes. Its role is the polymerization of actin filaments from monomeric actin. In amoebae and animal cells, the ARP2/3 complex is crucial for the formation of lamellipodia and pseudopodia, which are plasma membrane protrusions essential for cell motility. Given the presence of a cell wall, it is evident that the conserved ARP2/3 complex in plants must play a different role than in cell motility. During my PhD, I studied the role of the ARP2/3 complex in plants in various contexts of plant cell biology, and I participated in the research of this complex on several levels, from the role of individual subunits in the functioning of the complex to its interaction with the cytoskeleton and cell organelles and its influence on cell growth and morphogenesis. We described new double mutants in both ARPC1A and ARPC1B and revealed the ARPC3 subunit has different importance in the ARP2/3 complex, depending on the cellular context, specifically in vegetative and generative tissues, indicating a specific role of this subunit in plant ARP2/3 complex. We also demonstrated a unique role of the ARPC2 subunit, which interacts not only with actin filaments but also with microtubules, which is significant considering the role of both in...

Komplex ARP2/3 je heteroheptamerický proteinový komplex konzervovaný napříč eukaryoty. Původně byl popsán u acanthamoeby a jeho role spočívá v polymeraci aktinových filament z monomerického aktinu. U améb a živočišných buněk je komplex ARP2/3 klíčový pro formování lamellipodií a pseudopodií, výběžků cytoplazmatické membrány nezbytných pro buněčnou motilitu. Vzhledem k přítomnosti buněčné stěny je jasné, že ačevolučně konzervovaný, u rostlin musí mít komplex ARP2/3 jinou funkci než v buněčné motilitě. Během mého doktorandského studia jsem studoval roli rostlinného komplexu ARP2/3 v různých kontextech buněčné biologie a studoval jeho funkci na různých úrovních, od role jednotlivých podjednotek ve fungování komplexu přes jeho interakci s cytoskeletem a buněčnými organelami až po jeho vliv na růst a morfogenezi buněk. Popsali jsme nové dvojité mutanty v podjednotkách ARPC1A a ARPC1B a odhalili jsme, že podjednotka ARPC3 má v komplexu ARP2/3 různý význam v závislosti na buněčném kontextu, konkrétně ve vegetativních a generativních pletivech, což naznačuje specifickou roli této podjednotky v rostlinném komplexu ARP2/3. Také jsme prokázali jedinečnou roli podjednotky ARPC2, která interaguje nejen s aktinovými filamenty, ale také s mikrotubuly, což je významné vzhledem k roli obou cytoskeletů v morfogenezi...