H συνδυαστική δράση της ακετυλοτρανφεράσης των ιστονών GCN5 και του υποδοχέα CLAVATA1 επηρεάζει τη σηματοδότηση του αιθυλενίου στο Arabidopsis thaliana:
Creators: name: Πούλιος, Στυλιανός Πασχάλη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2010
Subjects: Μοριακή φυσιολογία φυτών
Αιθυλένιο
GCN5
CLV1
Ethylene

description: Το GCN5 κωδικοποιεί για μια ακετυλοτρανσφεράση των ιστονών και ιδιαίτερα της H3, η οποία δουλεύει σε μεγάλα πολυπρωτεϊνικά σύμπλοκα μαζί με άλλες υπομονάδες όπως η ADA2a και ADA2b, ρυθμίζοντας την έκφραση πολλών γονιδίων. Μεταλλάξεις στο γονίδιο GCN5 έχουν ως αποτέλεσμα πλειοτροπικούς φαινοτύπους που περιλαμβάνουν νανισμό, πτυχώσεις στα φύλλα, μεγαλύτερο βλαστικό μερίστωμα, μείωση της κυριαρχίας της κορυφής και ανωμαλίες στα άνθη. Το μονοπάτι CLAVATA ρυθμίζει αρνητικά το μέγεθος του κορυφαίου βλαστικού μεριστώματος, περιορίζοντας την έκφραση του μεταγραφικού παράγοντα WUSCHEL. Μεταλλάξεις στους υποδοχείς του μονοπατιού όπως ο CLV1 έχουν ως αποτέλεσμα φυτά με μεγαλύτερο κορυφαίο βλαστικό μερίστωμα και περισσότερα ανθικά όργανα. Το αιθυλένιο, μια από τις βασικές φυτικές ορμόνες, ρυθμίζει μια πληθώρα βιολογικών διεργασιών όπως η φύτρωση των σπερμάτων, η αποκοπή φύλλων και ανθέων, η γήρανση, η ωρίμανση των καρπών και οι αποκρίσεις στο αβιοτικό και βιοτικό στρες. Το μονοπάτι σηματοδότησης του αιθυλενίου περιλαμβάνει 5 διαμεμβρανικούς υποδοχείς που δρουν ως αρνητικοί ρυθμιστές της σηματοδότησης, μόρια μεταγωγής σήματος όπως η κινάση CTR1, ο EIN2, οι EBF1 και EBF2 και μεταγραφικούς παράγοντες όπως οι EIN3/EILs και οι ERFs. Στην παρούσα εργασία δεδομένα από φυσιολογικά, γενετικά και μοριακά πειράματα δείχνουν ότι συνδυαστικά τα γονίδια CLV1 και GCN5 επηρεάζουν τη σηματοδότηση του αιθυλενίου στο Arabidopsis. Τα διπλά μεταλλάγματα clv1-1;gcn5-1 παρουσιάζουν έναν φαινότυπο συνεχούς απόκρισης σε αιθυλένιο, υπερεκφράζουν επαγόμενα από αιθυλένιο γονίδια και ο φαινότυπος τους δεν αναστρέφεται από αναστολείς βιοσύνθεσης και αντίληψης του αιθυλενίου, υποδεικνύοντας ότι τα CLV1 και GCN5 δρουν στη σηματοδότηση και όχι στη βιοσύνθεση του αιθυλενίου. Γενετική ανάλυση αποκάλυψε ότι δρουν ανοδικά και καθοδικά του EIN3 και ανοδικά του HLS1 στο μονοπάτι σηματοδότησης του αιθυλενίου. Συνολικά τα αποτελέσματα μας δείχνουν ότι τα γονίδια CLV1 και GCN5 δρουν συνεργιστικά ως αρνητικοί ρυθμιστές της σηματοδότησης του αιθυλενίου στο Arabidopsis
description: The GCN5 gene encodes for a histone acetyltransferase that acetylates H3, and works in large multiprotein complexes with other subunits such as ADA2a and ADA2b, regulating gene expression. Mutations in the GCN5 gene produce pleiotropic phenotypes including dwarfism, leaf serrations, enlarged shoot meristem, reduction of apical dominance, and flower abnormalities. The CLAVATA pathway negatively regulates the size of the shoot apical meristem by restricting the WUSCHEL expression. Mutations in the receptors of the CLAVATA pathway, like CLV1, produce plants with enlarged meristem and additional floral organs. Ethylene is a basic plant hormone, regulating many biological processes such as seed germination, flower and leaf abscission, senescence, fruit maturation and responses to biotic and abiotic stress. The ethylene signaling pathway includes 5 transmembrane receptors that act as negative regulators of signaling, signal transduction molecules such as the CTR1 kinase, EIN2 membrane protein, EBFs, and the transcription factor families EIN3/EILs and ERFs. In this report data from physiological, genetic and molecular experiments show that the combinatory action of CLV1 and GCN5 affects ethylene signaling in Arabidopsis. The clv1-1;gcn5-1 double mutants exhibit a constitutive ethylene response phenotype, overexpress ethylene inducible genes and do not reverse their phenotype with the use of ethylene biosynthesis and perception inhibitors, suggesting that CLV1 and GCN5 act at the ethylene signaling level and not at the ethylene biosynthesis level. Genetic analysis revealed that CLV1 and GCN5 act both upstream and downstream of EIN3 and upstream of HLS1 in the ethylene signaling pathway. Together our results demonstrate that CLV1 and GCN5 act synergistically as negative regulators of ethylene signaling in Arabidopsis.