|
|
Funkce komplexu exocyst v regulaci dynamiky průduchů
Röder, Matěj ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Burketová, Lenka (oponent)
Průduchy jsou struktury v pokožce rostliny, které plochou své průduchové štěrbiny regulují propojení vnějšího a vnitřního prostoru rostliny. Na vývoji průduchového vzoru se podílí velké množství vnitřních a vnějších signálů. Během průduchových pohybů prodělávají svěrací buňky značnou změnu svého objemu a povrchu. Protože roztažitelnost biologických membrán je výrazně omezena, tak tato změna plochy musí být kompenzována pohybem membránového materiálu v buňce. Většina tohoto pohybu se děje mezi endozomálními kompartmenty a cytoplazmatickou membránou. Komplex exocyst je proteinový komplex zajištující správné cílení sekretorických váčků do jejich místa určení na plazmatické membráně. Funkce tohoto komplexu je nezbytná pro mnoho buněčných procesů vyžadujících přesné zacílení sekrece. Mutace v genu Exo70B1 způsobuje odlišný vývoj průduchového vzoru, kdy u mutanta exo70B1 se velikost průduchů liší v závislosti na kultivačních podmínkách mnohem více než u nemutantních rostlin. Protein EXO70B1 se také přímo podílí na dynamice průduchů, kdy mutant exo70B1 má zpomalené otevírání průduchů na světle. Toto přímé zapojení je možno pozorovat i na proteinu EXO70B1 značeném fluorescenční sondou, který během průduchových pohybů mění svou lokalizaci. Žádný z těchto fenotypových projevů není způsoben akumulací kyseliny...
|
|
|
Vazba paralogů EXO70 na ATG8 a funkční rozdělení rodiny EXO70 dle účasti v autofagii (Arabidopsis thaliana).
Semerádová, Hana ; Kulich, Ivan (vedoucí práce) ; Motyka, Václav (oponent)
Exocyst je komplex složený z osmi podjednotek, který zprostředkovává poutání váčků před jejich splynutím s cílovou membránou. V poslední době přibývájí zjištění, že kromě této funkce hraje exocyst roli i v buněčném procesu zvaném autofagie. U rostlin je počet paralogů některých podjednotek exocystu neobvykle velký. V genomu Arabidopsis thaliana je paralogů podjednotky Exo70 až 23. Předpokládá se, že tyto paralogy získaly během evoluce nové funkce - včetně účasti v autofagii. Použitím dvouhybridního experimentu v kvasince je zde ukázáno, že jedině paralogy Exo70B1 a Exo70B2 interagují s autofagosomálním markerem Atg8. Proximita těchto paralogů a Atg8 in vivo byla potvrzena nezávislou metodou FRET. Je pozoruhodné, že Exo70B2 interaguje s Atg8f silněji než Exo70B1. Exprese Exo70B1-mRUBY pod přirozeným promotorem ukazuje strukturu drobných statických teček. Po opůsobení tunicamycinem, který vyvolává autofagii, je indukován pohyb těchto struktur. Homologní modely terciární struktury paralgů Exo70B1 a Exo70B2 v kombinaci s bioinformatickými predikcemi založenými na výsledcích naznačují místa interakce s Atg8. Nabízí také možné vysvětlení paralogu Exo70B2 jako silnějšího interaktora.
|
|
|
Conventional and Novel Functions of the Exocyst Complex in Plants
Kulich, Ivan ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Hašek, Jiří (oponent)
Exocyst je oktamerický proteínový komplex, konzervovaný naprieč ríšou Eukaryota. Jeho úloha, pôvodne popísaná u kvasiniek, spočíva v pútaní sekretorických váčkov k plazmatickej membráne pred samotným splynutím dvoch membrán. Podjednotky exocystu SEC3 a EXO70 sú považované za tie, ktoré určujú miesto pútania váčku k plazmatickej membráne. Zatiaľ čo genóm kvasinky obsahuje jedinú podjednotku EXO70, u suchozemských rastlín ich nájdeme desiatky (23 u Arabidopsis). Táto práca sa zaoberá úlohou komplexu exocyst v rastlinnej bunke. Jej prvá časť dokladá, že exocyst sa významne podieľa na sekrécii komponentov bunkovej steny, obzvlášť pektínov, ale aj pri hrubnutí bunkovej steny vyvolanom interakciou s patogénom. Ďalšia časť odhaľuje novú, nekonvenčnú úlohu podjednotky EXO70B1 (a na nej založenom subkoplexu) pri autofagickom transporte do vakuoly a vyvoláva tak mnoho otáznikov nad rastlinnou sekretorickou dráhou a jej špecifikami.
|
|
|
Úloha vybraných podjednotek komplexu exocyst ve vývoji epidermis Arabidopsis.
Vojtíková, Zdeňka ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Soukup, Aleš (oponent)
Exocyst je bílkovinný komplex, evolučně konzervovaný u kvasinek, živočichů i rostlin, který hraje roli v řízení buněčné morfogeneze a polarity. Jedná se o poutací komplex, jehož funkcí je navázat sekretorický váček na správné místo na plazmatické membráně. Komplex exocyst je tvořen osmi podjednotkami. Podjednotka EXO70 je v genomu Arabidopsis thaliana kódována 23 paralogními geny. Mutace v paralogní podjednotce EXO70H4 způsobuje defekt ve fázi zrání trichomů. Mutantní trichomy mají slabou, nezesílenou buněčnou stěnu, díky čemuž jsou trichomy měkké a ohebné. Transkripce genu EXO70H4 je indukována UV zářením a proto byla provedena také pozorování rostlin pěstovaných na UV-B záření. Analýza mutantů pěstovaných na UV-B záření odhalila v cytoplazmě hyperakumulaci váčků pozorovatelných světelným mikroskopem. U kontrolních rostlin pěstovaných na UV-B záření k hyperakumulaci váčků nedocházelo, ale bylo indukováno tloustnutí buněčné stěny, které dosud nebylo jako reakce na UV u trichomů nikde popsáno. Analýza buněčné lokalizace pomocí YFP značených konstruktů ukázala, že EXO70H4 lokalizuje do mobilních tělísek asociujících s Golgiho aparátem. Pomocí dvouhybridního kvasinkového systému bylo zjištěno, že EXO70H4 interaguje s TRS120, podjednotkou jiného poutacího komplexu TRAPPII aktivního na Golgiho aparátu....
|
|
|
Studium interakce proteinů zapojených do exocytózy v obraně před patogenem
Ortmannová, Jitka ; Pečenková, Tamara (vedoucí práce) ; Burketová, Lenka (oponent)
Většina rostlinných buněk je nepohyblivých a proto je pro ně důležité umět přesně rozlišit, z kterého místa přichází signál do buňky a na druhou stranu musejí pečlivě určit místo, kam signál poslat. K této komunikaci využívají endomembránového systému a sekretorických váčků, které jsou cíleny do membránových domén. V boji s patogenními mikroorganismy tato schopnost rostlinám výrazně pomáhá a je přímo součástí jedné úrovně rostlinné imunity. Výsadní úlohu v mechanismu sekrece váčků a pravděpodobně i v určení sekrečních míst hrají dva proteinové komplexy: exocyst a SNARE. V této práci jsme se zabývali otázkou spolupráce obou komplexů zastoupených podjednotkami EXO70B2, jako části exocystu, a SYP121, jako části SNARE, v pre-invazivní obraně. Metodou reverzní genetiky byl získán dvojitý mutant exo70B2/syp121, který nevykazoval zjevný fenotyp. Po podrobení mutanta infekci ne-hostitelským patogenem Blumeria graminis f. sp. hordei byl pozorován defekt v sekretorické dráze pre-invazivní obrany. Pomocí histochemického barvení byla tato porucha identifikována, jako narušení schopnosti tvorby obranné papily a pouzdra sekretovaného kolem haustoria. Pomocí HPLC/MS analýzy a semikvantitativní RT-PCR bylo ověřeno, že tento defekt nesouvisí se změnami v hladině stresových hormonů. Metodou ko-imunoprecipitace byla...
|
|
|
The secretory vesicles tethering complex exocyst and the auxin transport polarization
Janková Drdová, Edita ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Hašek, Jiří (oponent)
U kvasinek a živočišných buněk se na polarizaci exocytózy významně podílí exocyst - oktamerní proteinový komplex, který je řízen pomocí Rab a Rho GTPáz. Nedávno byl exocyst popsán také jako funkční komplex podílející se na morfogenezi rostlin. Hála et al., (2008) objasnil zapojení tohoto komplexu do procesů růstu pylové láčky a elongace hypokotylu etiolovaných semenáčků, Fendrych et al., (2010) odhalil klíčovou roli exocystu při tvorbě nové buněčné přepážky, Kulich et al., (2010) podtrhl význam exocystu při tvorbě semenných obalů a Pečenková et al., (2011) popsala účast podjednotek exocystu v odpovědi rostliny k napadení patogenem. Všechny tyto procesy jsou úzce spjaty s polarizovanou sekrecí. Naše práce ukazuje zapojení exocystu v recyklaci auxinových přenašečů PIN. Přímým měřením auxinového transportu jsme ukázali, že transport auxinu ke špičce kořene mutanta exo70A1 je výrazně zpomalen. Na buněčné úrovni jsme odhalili akumulaci malého množství fúzního proteinu PIN2:GFP do kompartmentů odlišných od endosomů nesoucích VHAa1. Navíc byla v kořenech mutantů exo70A1 a sec8-m1 po působení brefeldinu A výrazně zpomalena recyklace fúzních proteinů PIN1:GFP a PIN2:GFP. Ještě výraznější recyklační defekt byl patrný po prodlouženém působení BFA. Tento přístup vyvolává transcytózu - tj. relokalizaci PIN proteinů z...
|
|
|
Exocyst subunit AtSEC15b: its role in plant cell morphogenesis and characterization of its Rab interacting partner
Toupalová, Hana ; Žárský, Viktor (vedoucí práce) ; Baluška, František (oponent) ; Hašek, Jiří (oponent)
Organizace membránových kompartmentů v eukaryotních buňkách závisí na nepřetržitém transportu membránových váčků. Je známo, že velkou část klíčových regulátorů tohoto transportu představují malé GTPázy z rodiny Rab. Ty cyklují mezi GTP-vazebnou "aktivní" a GDP-vazebnou "neaktivní" formou. Ve své aktivní formě interagují se specifickými efektory a vykonávají tak svou funkci. Exocyst je osmipodjednotkový komplex, který se podílí na regulaci sekrece. Funguje jako efektor Rab GTPáz u kvasinek a savců, kde poutá sekreční váčky k plazmatické membráně před samotným splynutím membrán. S pomocí veřejně dostupných expresních dat jsme nalezli několik kandidátů z rodiny Rab GTPáz, kteří by mohli interagovat s podjednotkou AtSEC15b u rostlin a dokázali, že AtSEC15b specificky interaguje s AtRABA4a GTPázou. Dále jsme ukázali, že stejně jako u kvasinek a savců tato interakci pravděpodobně probíhá v závislosti na GTP-vazebné formě Rab GTPázy, což naznačuje, že je tato interakce zachována v rámci všech Eukaryot. Dále jsme úspěšně předvedli komplementaci teplotně-senzitivního kvasinkového mutanta sec15-1. Na základě tohoto pozorování jsme dospěli k závěru, že protein AtSEC15b je schopen funkčně nahradit kvasinkový protein Sec15 a tím obnovit normální fenotyp. Ko-lokalizační analýza odhalila přítomnost endosomům podobného...
|
|
|
Role of exocyst at plant pathogen defense
Sabol, Peter ; Kulich, Ivan (vedoucí práce) ; Šašek, Vladimír Matěj (oponent)
Exocyst je proteínový komplex konzervovaný v kvasinkách, živočíchoch a rastlinách. Sprostredkuje tethering (pútanie) sekretorického vezikulu k plazmatickej membráne v predposlednom kroku exocytózy. Boli naznačené viaceré úlohy exocystu v procesoch bunkovej polarizácie, vrátane polarizovaného rastu peľových vrecúšok a koreňových vláskov, cytokinézy, depozícii pektínu semenného obalu a pravdepodobne autofágie. Jedna z najnovších úloh exocystu zahrňuje tiež odpoveď na bakteriálne a hubové patogény. V tomto ohľade bola ukázaná hlavná úloha pre Exo70B2 a Exo70H1 podjednotky, pričom Exo70H1 je zodpovedný za sprostredkovanie obrany proti bakteriálnym (Pseudomonas syringae) a Exo70B2 za obranu proti bakteriálnym aj hubovým (Blumeria graminis) patogénom. Nedávno sa objavili nové dáta naznačujúce interakciu medzi Exo70B1 a RIN4 a resp. Exo70A1 a NOI6. RPM1 interagujúci proteín 4 (RIN4) je dobre známym negatívnym regulátorom bazálnej aj efektorom spustenej odolnosti. Táto práca ukazuje interakciu medzi NOI6 a viacerými podjednotkami exocystu, potvrdzujúc predchádzajúce dáta. Ukazujem tu, že podjednotky exocystu špecificky interagujú s N koncom NOI6 proteínu a že táto interakcia chýba v kratšej verzii NOI6 mimikujúcej AvrRpt2 štiepenie. Pretože AvrRpt2 je efektorový proteín z bakteriálneho patogéna Pseudomonas...
|
|
|
The role of the exocyst in development and maintaining of cell migration structures
Vaškovičová, Katarína ; Žárský, Viktor (oponent) ; Brábek, Jan (vedoucí práce)
Exocyst je hetero-oktamérny proteínový komplex, ktorý sprostredkováva cielenie sekretorických vačkov na špecifické miesta plazmatickej membrány pre polarizovanú exocytózu. Dlho bolo známe, že exocyst je dôležitý v procesoch ako pučanie kvasiniek, cytokinéza, polarizácia epitélií a vetvenie neuritov. Nedávno sa však ukázalo, že exocyst hrá rolu aj v regulácii aktínového cytoskeletu a v bunkovej migrácii. Exocyst je dôležitý pre tvorbu štruktúr, ktoré bunka tvorí, aby mohla migrovať. Takýmito štruktúrami sú lamelipódiá a filopódiá v pohyblivých bunkách a invadopódiá v invazívnych rakovinových bunkách. Všetky tieto štruktúry sú výčnelky plazmatickej membrány a ich základom sú aktínové vlákna. Podjednotka exocystu Exo70 interaguje s Arp2/3 komplexom, ktorý katalyzuje vetvenie aktínových filamentov. Väzbou a aktivovaním Arp2/3 komplexu exocyst sprostredkováva polymerizáciu aktínu, ktorá má za následok tvorbu vyššie spomínaných membránových výbežkov. Exocyst tiež sprostredkováva špecifickú lokalizáciu Arp2/3 komplexu na miesta, ktoré sa majú stať membránovými výčnelkami. Ďalšou úlohou exocystu je sekrécia matrixových metalloproteáz (MMPs), ktoré degradujú extracelulárnu matrix, čo je proces nevyhnutný v invazivite nádorových buniek. Exocyst je súčasťou signálnej kaskády vedúcej od cytokínov TNF-α a IL-1...
|
|
|
Secretory pathway of plants in pathogene defence
Sabol, Peter ; Burketová, Lenka (oponent) ; Kulich, Ivan (vedoucí práce)
Rastliny sú sesilné organizmy a preto sa musia vysporiadať so zmenami v ich bezprostrednom okolí. Medzi takéto zmeny patria rôzne abiotické stresy a disturbancie, ale aj biotické interakcie s inými organizmami. Mnohé biotické interakcie zahrňujú poškodzovanie rastlinných buniek hubovým alebo bakteriálnym patogénom. Rastliny navyše nemajú mobilné bunky imunitného systému. Napriek tomu si vyvinuli iné mechanizmy na potlačenie infekcie. Aktivovanie komponentov sekretorickej dráhy pri napadnutí patogénom predstavuje kľúčový krok obrannej odpovede. Hubové patogény, ako napr. skupina powdery mildews, obvykle penetrujú bunkovú stenu rastlinnej bunky a tak získavajú prístup k živinám poskytovaným protoplastom a zároveň dodávajú virulentné faktory. Patogénne baktérie sa naopak množia v extracelulárnych priestoroch. V obidvoch prípadoch však bola pozorovaná spoločná odpoveď, a to tvorba obrannej papily. V nedávnej dobe boli opísané SNARE proteíny zúčastňujúce sa na obrannej odpovedi súvisiacej s tvorbou papily. Konkrétny záujem je venovaný PEN1 a SNAP33 syntaxínom cytoplazmatickej membrány. Akumulácia týchto proteínov v papile bola potvrdená na základe pozorovaní pomocou transmisnej elektrónovej a fluorescenčnej mikroskopie. Zároveň bol navrhnutý mechanizmus akumulácie PEN1 a SNAP33 syntaxínov v papile...
|
host ::
RSS.