Ο ρόλος των HSP90 στην αντίληψη αναπτυξιακών σινιάλων στο φυτό A. THALIANA

Abstract

Οι μοριακοί συνοδοί αποτελούν σημαντικά μόρια για τη ζωή του κυττάρου, μιας και είναι υπεύθυνες για τον έλεγχο της σωστής διαμόρφωσης νεοσυντηθέμενων πολυπεπτιδίων. Στη φύση, απαντώνται σε όλους τους οργανισμούς, προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς, σε σχετική αφθονία στα κύτταρα. Μέχρι στιγμής περισσότερες από 20 οικογένειες πρωτεϊνών έχουν χαρακτηριστεί ως μοριακοί συνοδοί, ανάμεσα στις οποίες βρίσκονται και οι θερμοεπαγόμενες πρωτεΐνες HSPs. Ανάμεσα στις θερμοεπαγόμενες πρωτεΐνες, τα μέλη της υποοικογένειας των HSP90 είναι από τις πιο άφθονες πρωτεΐνες ενός κυττάρου. Αποτελούν ένα σύστημα μοριακού συνοδού και συμμετέχοντας σε πλήθος κυτταρικών διαδικασιών όπως η σωστή αναδίπλωση των πρωτεϊνών, η σταθεροποίηση των πρωτεϊνών ενάντια παραγόντων στρες και η αποδόμηση πρωτεϊνικών μορίων. Επιπλέον συμμετέχουν στη σταθεροποίηση συγκεκριμένου αριθμού πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη δημιουργία όγκου, γεγονός που εξηγεί γιατί οι παρεμποδιστές των HSP90 έχουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως αντικαρκινικοί παράγοντες. Σε φυσιολογικές συνθήκες, οι HSP90 ανιχνεύονται σε ποσοστό 1-2% των συνολικών πρωτεϊνών του κυττάρου ενώ το αντίστοιχο ποσοστό σε συνθήκες στρες αυξάνεται στο 4-6%. Επτά μέλη της υποοικογένειας HSP90 έχουν βρεθεί στο φυτό Arabidopsis, τέσσερα από τα οποία είναι κυτταροπλασματικά (HSP90.1-4), ένα χλωροπλαστικό (HSP90.5), ένα μιοχονδριακό (HSP90.6) και ένα που βρίσκεται στο ενδοπλασματικό δίκτυο (HSP90.7). Στόχο της παρούσας μελέτης αποτέλεσε η διερεύνηση του ρόλου των HSP90 στην αντίληψη αναπτυξιακών σινιάλων, στο φυτό Arabidopsis. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει τη σημασία των HSP90 στην πλαστικότητα της ανάπτυξης δημιουργώντας ένα δίκτυο που υπεισέρχεται σε εύρος αναπτυξιακών μονοπατιών καθορίζοντας κάθε πτυχή του αναπτυξιακού προγράμματος (Samakovli, 2007). Επιπλέον η συμβολή των HSP90 στη μεταγωγική οδό στεροειδών ορμονών είναι ήδη γνωστή τόσα για τα φυτά όσο και για τα ζώα. Επιπρόσθετα είναι γνωστή η σημασία των ίδιων πρωτεϊνών στο μονοπάτι μεταγωγής σήματος των CLAVATA (προσωπικά στοιχεία). Η παρούσα μελέτη έρχεται να συμπληρώσει και να επιβεβαιώσει προηγούμενα ευρήματα που υποδεικνύουν τη συμβολή των HSP90 πρωτεϊνών στο μονοπάτι CLAVTA-WUSCHEL μέσω του οποίου ελέγχεται η ανάπτυξη και η διατήρηση του ανθικού μεριστώματος. Για το λόγο αυτό εξετάζεται η αλληλεπίδραση των κυτταροπλασματικών μελών HSP90.1 και HSP90.3 με τις πρωτεΐνες CLV1, CLV2 και CRN που έχουν ρόλο υποδοχέων στο μονοπάτι CLAVATA. Παράλληλα εξετάζεται η σημασία των HSP90 στην αντίληψη του πεπτιδίου-σινιάλου CLV3 του ίδιου μονοπατιού.

Molecular chaperons are really important cell components as they control the proper conformation of newly synthesized polypeptides. Molecular chaperones are present in both prokaryotes and eukaryotes cells, in abundance. So far, more than 20 families have been characterized as molecular chaperones, with HSPs being among them. HSP90 subfamily members are among the most abundant cell proteins. Having a molecular chaperone role, they are involved in a variety of cell processes, including protein folding, protein stabilization against stress conditions and protein degradation. In addition they are involved in stabilization of tumor-associated proteins, explaining why HSP90 inhibitors are of great interest as anticancer agents. HSP90 are detected at 1-2% of total cell proteins under normal conditions, while the corresponding level is getting increased at 4-6% under stress. Seven HSP90 members have been identifies in Arabidopsis. Among those members there are four cytoplasmic (HSP90.1-4), a chloroplastic member (HSP90.5), a mitochondrial member (HSP90.6) and one located in endoplasmic reticulum (HSP90.7). The purpose of the present study is the investigation of HSP90 role in developmentas signals perception, in Arabidopsis. Based on previous studies, HSP90 seem to have an important role in developmental plasticity creating a network that involves every developmental aspect (Samaovli, 2007). In addition, the contribution of HSP90 to steroid hormone transduction pathway is already known, both in plants and animals. It is also known the important of HSP90 in CLAVATA signal transduction pathway. The current study complements and confirms previous findings which suggest the contribution of HSP90 to the CLAVATA-WUSCHEL pathway through which the development of shoot apical meristem is controlled. Thus, it is examined the interaction between cytoplasmic HSP90 members (HSP90.1 and HSP90.3) and CLV1, CLV2 and CRN proteins, which act as receptors of CLAVATA pathway. At the same time it is examined the importance of HSP90 in the perception of CLV3 signal-peptide, which is also part of CLAVATA pathway.