Μελέτη του ρόλου του HSP90 συστήματος στο σηματοδοτικό μονοπάτι των μπρασσινοστεροειδών

Abstract

Οι θερμοεπαγόμενες πρωτεΐνες HSP90 (Heat Shock Proteins 90) κατατάσσονται στην κατηγορία μοριακών συνοδών, συμμετέχοντας σε πλήθος κυτταρικών διαδικασιών, στις οποίες περιλαμβάνονται η σωστή αναδίπλωση και η αποικοδόμηση πρωτεϊνών που έχουν λάθος διαμόρφωση, η σταθεροποίηση και η ενεργοποίηση βασικών πρωτεϊνών που εμπλέκονται σε μονοπάτια μεταγωγής σήματος και ρυθμίζουν την ανάπτυξη, όπως οι πρωτεϊνικές κινάσες και οι υποδοχείς ορμονών. Οι HSP90 απαντώνται σε μεγάλη αφθονία στα προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα τόσο σε συνθήκες καταπόνησης, όσο και σε φυσιολογικές συνθήκες. Στο φυτό Arabidopsis thaliana η οικογένεια των HSP90 πρωτεϊνών αποτελείται από επτά μέλη, τέσσερα κυτταροπλασματικά (HSP90.1-4) με υψηλό ποσοστό ομολογίας, ένα χλωροπλαστικό (HSP90.5), ένα μιτοχονδριακό (HSP90.6) και ένα που απαντάται στο ενδοπλασματικό δίκτυο (HSP90.7). Τα μπρασσινοστεροειδή (BRs) είναι μία ομάδα στεροειδών ορμονών που ρυθμίζουν πολλές φυσιολογικές και αναπτυξιακές διεργασίες οι οποίες είναι κοινές ανάμεσα στα ζώα και στα φυτά, όπως η κυτταρική διαίρεση, ανάπτυξη και διαφοροποίηση. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η μελέτη του ρόλου του HSP90 συστήματος στο σηματοδοτικό μονοπάτι των μπρασσινοστεροειδών. Χρησιμοποιείται η τεχνική του συστήματος των δύο υβριδίων (Yeast 2 hybrid) προκειμένου να εξεταστούν in vivo οι πιθανές αλληλεπιδράσεις των κυτταροπλασματικών μελών HSP90.1 και HSP90.3 με τον συνυποδοχέα των μπρασσινοστεροειδών BAK1. Παράλληλα εξετάζεται ο ρόλος των HSP90 πρωτεϊνών στο πρότυπο υποκυτταρικής τοποθέτησης της πρωτεΐνης BAK1.

HSP90 is considered as one of the few well-connected hubs in molecular networks, because it is involved in the competence of an extensive repertoire of signaling proteins, including receptors, kinases and transcription factors among others. HSP90 is thought to play a crucial role in areas as diverse as development, cellular homeostasis, and organismal evolution. HSP90 family consists of seven members, in Arabidopsis thaliana, four cytoplasmic (HSP90.1-4) with high homology, a plastidial (HSP90.5), a mitochondrial (HSP90.6) and one found in endoplasmic reticulum (HSP90.7). Brassinosteroids (commonly known as BR) are a group of phytohormones that regulate a wide range of biological processes like plant growth and development including, photomorphogenesis, cell elongation, xylem differentiation, seed germination and stress responses. The present study aims to investigate the role of HSP90 molecular chaperone in regulating the BR signaling pathway. The yeast 2-hybrid system was used to investigate possible interactions of the HSP90.1 and HSP90.3 with the BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1-Associated receptor Kinase 1 (BAK1). Furthermore we showed that HSP90 inhibition by drugs, reduces hypocotyl lenght of etiolated Arabidopsis seedlings by decreasing the levels of the BAK1 receptor.